Question

【题目】(5分)某校研究性学习小组用下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%。

(1)燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是 。

(2)如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的 %。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。

【发现问题】氮气是怎样减少的呢？

【假设一】氮气与镁条反应而减少。

【假设二】 。

【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg3N2)固体。氮化镁中氮元素的化合价为 。镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，该反应的文字表达式为 。

Answer 1

【答案】（1）集气瓶中气体减少，压强减少，导致烧杯中的水进入集气瓶

（2）21% 【假设二】氮气在高温条件下与空气中氧气反应

【查阅资料】-3 镁+二氧化碳点燃碳+氧化镁

【解析】

试题分析：（1）燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是：镁带燃烧消耗了集气瓶中的气体，使集气瓶中气体减少，压强减少，导致烧杯中的水进入集气瓶

（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，因为氧气占空气总体积的21%，故则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%

【假设二】根据空气的成分，要使进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，减少的必然为氮气，故还可以假设氮气在高温条件下与空气中氧气反应

【查阅资料】根据化合价的一般规律：在化合物中，正负化合价的代数和为0，氮化镁中镁元素的化合价为+2，则氮元素的化合价为-3，镁条在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，该反应的文字表达式：镁+二氧化碳点燃碳+氧化镁