Question

某校化學(xué)興趣小組同學(xué)做鎂帶在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)白色生成物中混有少量淡黃色固體．針對這一現(xiàn)象，他們開展了如下實(shí)驗(yàn)探究．請仔細(xì)閱讀并完成下列探究報(bào)告．
探究目的：探究鎂在空氣中燃燒產(chǎn)生的淡黃色固體是鎂與空氣中什么物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的？
分析猜想：分析空氣中各種成分，尋找猜想依據(jù)．
干燥空氣中各組分氣體的體積分?jǐn)?shù)大約是：氮?dú)?!--BA-->

78

%，氧氣

21

%，稀有氣體0.94%，二氧化碳0.03%，其他氣體和雜質(zhì)0.03%
已學(xué)知識：氧氣與鎂反應(yīng)生成的氧化鎂是白色固體．
查閱資料：稀有氣體化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，一般不與其它物質(zhì)反應(yīng)．
猜想1：可能是鎂與氮?dú)夥磻?yīng)生成淡黃色固體．
猜想2：可能是鎂與二氧化碳反應(yīng)生成淡黃色固體．
猜想3：可能是鎂與

水蒸氣

生成淡黃色固體．
實(shí)驗(yàn)一：鎂帶與氮?dú)獾姆磻?yīng)
（一）獲取氮?dú)?br />（1）把空氣除塵凈化，除去二氧化碳和水蒸氣，液化后再蒸發(fā)，先蒸發(fā)出來的氣體就是氮?dú)猓�這種方法屬于

物理

（選填“物理”或“化學(xué)”）方法．但在實(shí)驗(yàn)室里空氣不易被液化．
（2）如圖是獲取氮?dú)獾姆椒�及裝置．用燃燒法除去空氣（已除去二氧化碳、水蒸氣和雜質(zhì)）中的氧氣從而得到較純凈的氮?dú)�，燃燒匙�?nèi)選用的物質(zhì)最好是

C

．
A．木炭       B．蠟燭C．紅磷  D．鐵絲
（二）燃燒鎂帶，觀察現(xiàn)象
將鎂帶打磨光亮，點(diǎn)燃，伸入盛氮?dú)獾募瘹馄恐�，瓶�?nèi)壁附著一層淡黃色的固體．
（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鎂與氮?dú)庠邳c(diǎn)燃的條件下發(fā)生化合反應(yīng)生成淡黃色的氮化鎂（Mg₃N₂）．
該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

3Mg+N₂

點(diǎn)燃  .

Mg₃N₂

．
實(shí)驗(yàn)二：將燃著的鎂帶伸入盛二氧化碳的集氣瓶中，鎂帶劇烈燃燒，瓶內(nèi)出現(xiàn)白色固體和黑色固體．生成的黑色固體物質(zhì)的化學(xué)式是

C

．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鎂在空氣中燃燒產(chǎn)生的淡黃色固體是鎂與空氣中的

氮?dú)?/div>

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分析：分析猜想：根據(jù)空氣中各氣體的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行解答；
猜想3：根據(jù)空氣中的成分來作出猜想；
實(shí)驗(yàn)一：（一）（1）根據(jù)題意，把空氣液化，然后蒸發(fā)，先蒸發(fā)出來的氣體就是氮?dú)�，根�?jù)是否有新物質(zhì)生成，確定利用的是物理方法還是化學(xué)方法．
（2）將空氣中氧氣除去得到較純凈的氮?dú)�，所選除氧劑要具備以下特征：①本身能夠在空氣中燃燒；②本身的狀態(tài)為非氣體；③生成的物質(zhì)為非氣態(tài)．可以據(jù)此結(jié)合題給的選項(xiàng)進(jìn)行解答；
（三）根據(jù)題給的信息可以寫出該鎂和氮?dú)夥磻?yīng)的化學(xué)方程式；
實(shí)驗(yàn)二：CO₂與鎂發(fā)生了置換反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可以確定生成的黑色固體的成分．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：綜合上述實(shí)驗(yàn)可以知道，反應(yīng)中產(chǎn)生的黃色固體為鎂條和氮?dú)夥磻?yīng)生成的；
反思與評價：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可以知道，物質(zhì)的燃燒不一定有氧氣參與，可以據(jù)此解答該題；
拓展與遷移：鎂條不但能夠和氧氣反應(yīng)，而且能夠和氮?dú)夥磻?yīng)，可以據(jù)此解答該題．

解答：解：分析猜想：根據(jù)空氣中各氣體的體積分?jǐn)?shù)可以知道，氮?dú)庹伎諝饪傮w積的78%，氧氣占空氣總體積的21%；
猜想3：根據(jù)空氣中的成分可以知道，在空氣中含有水蒸氣，所以該淡黃色固體可能是鎂和水蒸氣反應(yīng)生成的；
實(shí)驗(yàn)一：（一）（1）把空氣液化，然后蒸發(fā)，先蒸發(fā)出來的氣體就是氮?dú)猓�分離過程中沒有新物質(zhì)生成，屬于物理方法；
（2）A、木炭在空氣中能夠燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，雖除去氧氣，而增加了新的氣體二氧化碳，盡管水能吸收二氧化硫，由于二氧化碳的溶解度較小，所以不能被全部吸收，所以不能得到較純凈的氮?dú)�，故A錯誤；
B、蠟燭燃燒產(chǎn)生了二氧化碳和水，所以不能得到純凈的氮?dú)猓�故B錯誤；
C、紅磷燃燒生成了白色固體，所以能夠?qū)⒀鯕獬�去而得到較純凈的氮?dú)�，故C正確；
D、鐵絲只能在純氧中燃燒而不能在空氣中燃燒，所以不能除去氧氣，故D錯誤；
故選C．
（三）鎂與氮?dú)庠邳c(diǎn)燃的條件下發(fā)生化合反應(yīng)生成淡黃色的氮化鎂（Mg₃N₂），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Mg+N₂

點(diǎn)燃  .

Mg₃N₂；
實(shí)驗(yàn)二：將燃著的鎂帶伸入盛CO₂的集氣瓶中，鎂帶劇烈燃燒，瓶內(nèi)出現(xiàn)白色固體和黑色固體．CO₂與鎂發(fā)生了置換反應(yīng)，生成物為氧化鎂和碳，黑色固體物質(zhì)是碳．．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：綜合上述實(shí)驗(yàn)可以知道，反應(yīng)中產(chǎn)生的黃色固體為鎂條和氮?dú)夥磻?yīng)生成的；
反思與評價：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可以知道，物質(zhì)的燃燒不一定有氧氣參與；
拓展與遷移：鎂條不但能夠和氧氣反應(yīng)，而且能夠和氮?dú)夥磻?yīng)，所以若用鎂條來代替紅磷完成測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，則會由于消耗了氮?dú)舛�得出錯誤的結(jié)論．
故答案為：分析猜想：78；21；
猜想3：水蒸氣；
實(shí)驗(yàn)一：（一）（1）物理；
（2）C．
（三）3Mg+N₂

點(diǎn)燃  .

Mg₃N₂；
實(shí)驗(yàn)二：C．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氮?dú)猓?br />反思與評價：物質(zhì)的燃燒不一定有氧氣參與；
拓展與遷移：不能；鎂條不但能夠和氧氣反應(yīng)，而且能夠和氮?dú)夥磻?yīng)，所以若用鎂條來代替紅磷完成測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，則會由于消耗了氮?dú)舛�得出錯誤的結(jié)論．

點(diǎn)評：本題難度較大，考查同學(xué)們新信息獲取、處理及靈活運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識進(jìn)行分析問題、解決問題的能力．

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相關(guān)習(xí)題

科目：初中化學(xué) 來源： 題型：

（2012?荔灣區(qū)一模）某校化學(xué)興趣小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)，長期使用的熱水壺底部有一層水垢，水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂．他們?yōu)榱藴y定水垢中碳酸鈣的含量，將足量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸加入到10g水垢中，產(chǎn)生CO₂氣體的情況如圖所示． 
（1）從圖中可以看出，10g水垢與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳最多是

3.3

 g．
（2）水垢中碳酸鈣的質(zhì)量是

7.5

 g．
（3）除去水垢中碳酸鈣至少需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸的質(zhì)量是

86.2

 g （最后結(jié)果保留一位小數(shù)）．
（4）寫出與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的化學(xué)方程式．

CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂ +2H₂O

．

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科目：初中化學(xué) 來源： 題型：

某�；瘜W(xué)興趣小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)測定一塊大理石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．他們稱取的大理石質(zhì)量為12.5g，將其放入足量的稀鹽酸中，產(chǎn)生氣體的情況如圖所示．計(jì)算該大理石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？（大理石中除碳酸鈣之外的其它雜質(zhì)不與鹽酸發(fā)生反應(yīng)）

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科目：初中化學(xué) 來源： 題型：

酸雨是指pH＜5.6的雨、雪等各種形式的大氣降水．某�；瘜W(xué)興趣小組同學(xué)，取剛降到地面的酸雨水樣，每隔一定時間測定其pH，數(shù)據(jù)如下：

測定時間（分鐘）	0	1	2	3
pH	4.73	4.62	4.56	4.55

（1）從測定的數(shù)據(jù)可知；在測定的4分鐘內(nèi)酸雨水樣的酸性是逐漸

增強(qiáng)

（填“減弱”或“增強(qiáng)”）．
（2）在測定的時間內(nèi)，酸雨水樣pH發(fā)生變化的主要原因是：酸雨中的亞硫酸（化學(xué)式是H₂SO₃）被空氣中的氧氣氧化為硫酸的緣故．請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄

．

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科目：初中化學(xué) 來源： 題型：

某�；瘜W(xué)興趣小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)，長期使用的熱水壺底部有一層水垢，水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂．他們?yōu)榱藴y定水垢中碳酸鈣的含量，將足量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸加入到12.5g水垢后，產(chǎn)生CO2氣體的情況如圖所示．
（1）從圖中可以看出，12.5g水垢與鹽酸反應(yīng)后生成的二氧化碳最多是

3.3

g．
（2）生成二氧化碳的速度越來越低的原因是：

鹽酸的濃度越來越低

．
（3）水垢中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

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科目：初中化學(xué) 來源： 題型：

在初中化學(xué)的學(xué)習(xí)中我們掌握了氧氣、二氧化碳等氣體的制取和收集方法．某校化學(xué)興趣小組同學(xué)按規(guī)范的操作要求，運(yùn)用合理的裝置在實(shí)驗(yàn)室制取了這些氣體．下圖是他們實(shí)驗(yàn)中用過的儀器．請回答下列問題：

（1）指出下列儀器名稱：③

 

，⑤

 

．
（2）該小組同學(xué)想制取干燥的氧氣，他們在制取時使用的儀器是

 

（填序號，下同），反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

．
（3）該小組同學(xué)順利地制取并收集了一瓶二氧化碳，他們已使用了②、④，那么他們還需使用的儀器是

 

，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，檢驗(yàn)二氧化碳已收集滿的方法是：

 

．

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Answer 1

分析：分析猜想：根據(jù)空氣中各氣體的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行解答；
猜想3：根據(jù)空氣中的成分來作出猜想；
實(shí)驗(yàn)一：（一）（1）根據(jù)題意，把空氣液化，然后蒸發(fā)，先蒸發(fā)出來的氣體就是氮?dú)�，根�?jù)是否有新物質(zhì)生成，確定利用的是物理方法還是化學(xué)方法．
（2）將空氣中氧氣除去得到較純凈的氮?dú)�，所選除氧劑要具備以下特征：①本身能夠在空氣中燃燒；②本身的狀態(tài)為非氣體；③生成的物質(zhì)為非氣態(tài)．可以據(jù)此結(jié)合題給的選項(xiàng)進(jìn)行解答；
（三）根據(jù)題給的信息可以寫出該鎂和氮?dú)夥磻?yīng)的化學(xué)方程式；
實(shí)驗(yàn)二：CO₂與鎂發(fā)生了置換反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可以確定生成的黑色固體的成分．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：綜合上述實(shí)驗(yàn)可以知道，反應(yīng)中產(chǎn)生的黃色固體為鎂條和氮?dú)夥磻?yīng)生成的；
反思與評價：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可以知道，物質(zhì)的燃燒不一定有氧氣參與，可以據(jù)此解答該題；
拓展與遷移：鎂條不但能夠和氧氣反應(yīng)，而且能夠和氮?dú)夥磻?yīng)，可以據(jù)此解答該題．

解答：解：分析猜想：根據(jù)空氣中各氣體的體積分?jǐn)?shù)可以知道，氮?dú)庹伎諝饪傮w積的78%，氧氣占空氣總體積的21%；
猜想3：根據(jù)空氣中的成分可以知道，在空氣中含有水蒸氣，所以該淡黃色固體可能是鎂和水蒸氣反應(yīng)生成的；
實(shí)驗(yàn)一：（一）（1）把空氣液化，然后蒸發(fā)，先蒸發(fā)出來的氣體就是氮?dú)猓�分離過程中沒有新物質(zhì)生成，屬于物理方法；
（2）A、木炭在空氣中能夠燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，雖除去氧氣，而增加了新的氣體二氧化碳，盡管水能吸收二氧化硫，由于二氧化碳的溶解度較小，所以不能被全部吸收，所以不能得到較純凈的氮?dú)�，故A錯誤；
B、蠟燭燃燒產(chǎn)生了二氧化碳和水，所以不能得到純凈的氮?dú)猓�故B錯誤；
C、紅磷燃燒生成了白色固體，所以能夠?qū)⒀鯕獬�去而得到較純凈的氮?dú)�，故C正確；
D、鐵絲只能在純氧中燃燒而不能在空氣中燃燒，所以不能除去氧氣，故D錯誤；
故選C．
（三）鎂與氮?dú)庠邳c(diǎn)燃的條件下發(fā)生化合反應(yīng)生成淡黃色的氮化鎂（Mg₃N₂），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Mg+N₂

點(diǎn)燃  .

Mg₃N₂；
實(shí)驗(yàn)二：將燃著的鎂帶伸入盛CO₂的集氣瓶中，鎂帶劇烈燃燒，瓶內(nèi)出現(xiàn)白色固體和黑色固體．CO₂與鎂發(fā)生了置換反應(yīng)，生成物為氧化鎂和碳，黑色固體物質(zhì)是碳．．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：綜合上述實(shí)驗(yàn)可以知道，反應(yīng)中產(chǎn)生的黃色固體為鎂條和氮?dú)夥磻?yīng)生成的；
反思與評價：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可以知道，物質(zhì)的燃燒不一定有氧氣參與；
拓展與遷移：鎂條不但能夠和氧氣反應(yīng)，而且能夠和氮?dú)夥磻?yīng)，所以若用鎂條來代替紅磷完成測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，則會由于消耗了氮?dú)舛�得出錯誤的結(jié)論．
故答案為：分析猜想：78；21；
猜想3：水蒸氣；
實(shí)驗(yàn)一：（一）（1）物理；
（2）C．
（三）3Mg+N₂

點(diǎn)燃  .

Mg₃N₂；
實(shí)驗(yàn)二：C．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氮?dú)猓?br />反思與評價：物質(zhì)的燃燒不一定有氧氣參與；
拓展與遷移：不能；鎂條不但能夠和氧氣反應(yīng)，而且能夠和氮?dú)夥磻?yīng)，所以若用鎂條來代替紅磷完成測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，則會由于消耗了氮?dú)舛�得出錯誤的結(jié)論．

點(diǎn)評：本題難度較大，考查同學(xué)們新信息獲取、處理及靈活運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識進(jìn)行分析問題、解決問題的能力．