Question

2．實驗課上，為檢驗鎂條能否在N₂中燃燒，某興趣小組開展如下探究：
【查閱資料】氮化鎂（Mg₃N₂）是一種淡黃色固體，能和水反應(yīng)，生成Mg（OH）₂和NH₃；
NH₃能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍色．
【實驗步驟】

①將足量白磷在空氣中點燃后，迅速伸入鐘罩內(nèi)，塞緊橡皮塞（圖1）；
②待鐘罩內(nèi)水面不再變化時，向水槽中加水，使水槽中液面與鐘罩內(nèi)液面相平；
③打開橡皮塞，將燃著的螺旋狀鎂條迅速伸入鐘罩內(nèi)，塞緊橡皮塞（圖2）；
④待鐘罩內(nèi)水面不再變化時，觀察鐘罩內(nèi)壁及表面皿中固體顏色，取少量固體加入水中．
【分析】
（1）步驟①中足量白磷在鐘罩內(nèi)燃燒的目的是除去鐘罩內(nèi)空氣中的氧氣；
（2）步驟②向水槽中加水，使水槽中液面與鐘罩內(nèi)液面相平的目的是使鐘罩內(nèi)外氣壓一致，防止空氣進入鐘罩；
（3）步驟③中鎂條劇烈燃燒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；
（4）步驟④中鐘罩內(nèi)壁及表面皿中出現(xiàn)淡黃色固體，加入水中，產(chǎn)生能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍色的氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+NH₃↑；
【結(jié)論】鎂能在N₂中燃燒，并生成Mg₃N₂．
（5）我們在做鎂條在空氣中燃燒的實驗時，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)物主要呈白色．請你判斷：2.40g鎂條在某充滿空氣的密閉容器中完全燃燒，所得固體質(zhì)量可能為BD．
A．3.33g       B．3.93g      C．4.00g        D．3.96g．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)白磷燃燒消耗氧氣進行解答；
（2）根據(jù)待鐘罩內(nèi)水面不再變化時，向水槽中加水，使水槽中液面與鐘罩內(nèi)液面相平，目的是使鐘罩內(nèi)外氣壓一致，防止空氣進入鐘罩進行解答；
（3）根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)鎂在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳進行解答；
（5）根據(jù)極端假設(shè)全部生成氧化鎂或氮化鎂，分別求出其質(zhì)量進行解答．

解答 解：（1）步驟①中足量白磷在鐘罩內(nèi)燃燒的目的是除去鐘罩內(nèi)空氣中的氧氣；故填：除去鐘罩內(nèi)空氣中的氧氣；
（2）步驟②中加水的目的是使鐘罩內(nèi)外氣壓一致，防止空氣進入鐘罩．故填：使鐘罩內(nèi)外氣壓一致，防止空氣進入鐘罩．
（3）鎂在N₂中燃燒生成氮化鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．故填：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
（4）步驟④中鐘罩內(nèi)壁及表面皿中出現(xiàn)淡黃色固體，加入水中，產(chǎn)生能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍色的氣體，說明氮化鎂和水反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+NH₃↑；故填：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+NH₃↑；    
（5）設(shè)2.4g鎂全部與氧氣反應(yīng)，則生成氧化鎂的質(zhì)量為：$\frac{2.4g}{\frac{24}{40}×100%}$═4g   設(shè)2.4g鎂全部與氮氣反應(yīng)生成氮化鎂，則生成的氮化鎂的質(zhì)量為：$\frac{2.4g}{\frac{24×3}{24×3+14×2}×100%}$=3.33g；因此2.40g鎂條在某充滿空氣的密閉容器中完全燃燒，燃燒生成的固體質(zhì)量應(yīng)大于3.33g小于4g，所以BD正確．
故選：BD．

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．