Question

某校研究性学习小组用右下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验：

（1）若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

 

%．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：氮气是怎么减少的呢？
推测一：氮气与镁条反应而减少；
推测二：

 

；
查阅资料：镁条能在氮气中燃烧，生成氮化镁（Mg₃N₂）固体，反应的方程式为：

 

．
（2）通过以上探究，你对燃烧有关知识的新认识是

 

；请你对此认识再举一例（用化学方程式表示）

 

．

Answer 1

分析：（1）消耗多少体积的气体，则进入烧杯的水，便是多少体积．氮气减少不是与镁条反应就是自身起了变化．
根据化合价原则，计算氮化镁（Mg₃N₂）固体氮元素的化合价；③已知反应物和生成物，把Mg₃N₂的计量数定为“1”，配平化学方程式．
（2）燃烧不一定需要氧气，镁与氮气和二氧化碳都能发生燃烧，还有钠在氯气中的燃烧等．

解答：解：（1）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21%，
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，则氮气可能是自身的溶解或加热变成了别的物质．根据化合物中元素的化合价的代数和为零，所以氮化镁（Mg₃N₂）固体氮元素的化合价为-3价．
故答案为：21%；氮气受热与其他物质发生反应（或氮气溶于水）；3Mg+N₂

点燃  .

Mg₃N₂
（2）镁与氮气和二氧化碳都能发生燃烧，说明燃烧不一定需要氧气．
故答案为：燃烧不一定需要氧气；2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C  （或 2Na+Cl₂

点燃  .

2NaCl ）

点评：根据已有知识，在情景相似的情况下，进行知识地大胆迁移，是解决新问题的一种重要方法．