Question

4．化学兴趣小组的同学对如图的某膨化食品包装袋内气体的成分进行探究，请你参与他们的探究，并回答下列问题．
【提出问题】包装袋内的气体成分是什么？
【查阅资料】1在膨化食品包装袋内填充气体的目的可能是保护气，延长食品保质期．
2镁能在氮气中燃烧，反应生成氮化镁（Mg₃N₂）固体，氮化镁在常温下能与水反应生成氨气和一种难溶性碱，氨气极易溶于水，形成氨水．
【猜想与假设】包装袋内的气体为：猜想1：空气；猜想2：CO₂；猜想3：N₂
【实验设计】
实验一：甲用注射器收集了一瓶气体，将燃着的小木条伸入集气瓶中，若现象为燃着的小木条熄灭，则猜想1不成立．乙认为甲的实验还不能确定包装袋内的气体到底是什么成分，理由是CO₂和N₂都能使燃着的小木条熄．为此乙用同样的方法收集了两瓶气体，设计了以下方案进行实验．
实验二：

实验步骤	实验现象	实验结论
向其中一瓶气体中滴加澄清石灰水，振荡，观察现象．	澄清石灰水变浑浊	猜想2不成立
①将点燃的镁条伸入另一瓶气体中燃烧． ②完全反应后取少量固体物质加入足量的蒸馏水溶解，并滴入无色酚酞溶液，振荡观察现象．	①镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光． ②溶液就变红，同时有白色沉淀产生	猜想3成立

【交流讨论】试写出氮化镁与水反应的化学方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．你认为包装袋内的气体应该具有的性质是化学性质稳定、无毒．

Answer 1

分析 【查阅资料】为了防止食品腐烂，膨化食品包装袋内填充的气体必须干燥、无氧化性；
【实验设计】
实验一：根据步骤和结论“猜想一：包装袋内气体为二氧化碳”不正确，推测实验现象．
实验二：根据步骤和结论“①A食品包装袋内气体是空气；②B食品包装袋内气体是氮气”，推测实验现象；
【交流讨论】根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式．

解答 解：
【查阅资料】为了防止食品腐烂，膨化食品包装袋内填充的气体必须干燥、无氧化性；故膨化食品包装袋内填充气体的目的是防止食品腐烂；
【实验设计】
实验一：甲用注射器收集了一瓶气体，将燃着的小木条伸入集气瓶中，若现象为燃着的小木条熄灭，则猜想1不成立．乙认为甲的实验还不能确定包装袋内的气体到底是什么成分，理由是CO₂和N₂都能使燃着的小木条熄灭；
实验二：向其中一瓶气体中滴加澄清石灰水，振荡，观察现象．澄清石灰水变浑浊，猜想2不成立；
①将点燃的镁条伸入另一瓶气体中燃烧．②完全反应后取少量固体物质加入足量的蒸馏水溶解，并滴入无色酚酞溶液，振荡观察现象．①镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光．溶液就变红，同时有白色沉淀产生，猜想3成立；
【交流讨论】
氮化镁与水反应的化学方程式为：Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂↓+2NH₃↑；为了防止食品腐烂，膨化食品包装袋内填充的气体必须化学性质稳定、无毒．
答案：
【查阅资料】保护气，延长食品保质期；
【实验设计】实验一：燃着的小木条熄灭；CO₂和N₂都能使燃着的小木条熄灭；
实验二：澄清石灰水变浑浊；溶液就变红，同时有白色沉淀产生；
【交流讨论】3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；化学性质稳定、无毒．

点评 本题是一道开放性实验探究题，解答开放性试题要依据题目要求，多角度，多侧面，多层次，多方法地思索各种可能的条件，依据，方法和结论，综合运用所学知识及题给信息灵活分析解答开放性试题．