Question

某校研究性学习小组用如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容积的70%．
（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

 

%．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还有氮气．
【查阅资料】镁条可以在氮气中能燃烧，产物为氮化镁（Mg₃N₂）固体．
（2）请算出氮化镁（Mg₃N₂）中氮元素的化合价

 

．
（3请写出镁条在氮气中能燃烧的文字表达式

 

．

Answer 1

考点：空气组成的测定,有关元素化合价的计算,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：空气与水

分析：（1）氧气约占空气体积分数的21%，而氮气占78%，从而可判断只消耗氧气时，气体减少原体积的21%；而气体减少达70%时，大部分气体被消耗，说明减少的气体已不完全为氧气了，还应消耗了占空气78%的部分氮气；
（2）根据镁元素在化合物中常显+2价，化合物中各元素正负化合价的代数为零原则来进行计算；
（3）氮气和镁在点燃条件下能生成氮化镁．

解答：解：（1）由于氧气只占空气体积的21%，如果镁条只和空气中的氧气反应，瓶内气体只能减少原体积的21%，所以进入水的体积最多不超过其容积的21%；实验中进入瓶中水的体积达70%，说明反应消耗空气的体积为70%，因此已不是仅消耗氧气了，还应消耗部分氮气；
（2）在化合物中，镁元素的化合价为+2价，各元素正负化合价的代数和，设氮元素的化合价为x
（+2）×3+2x=0，则x=-3；
（3）镁条在氮气中燃烧的文字表达式为：氮气+镁

点燃

氮化镁．
故答案为：（1）21；（2）-3；（3）氮气+镁

点燃

氮化镁．

点评：根据对空气组成成分的认识，利用镁的性质及题中资料信息考查获得信息解决问题的能力．