Question

【题目】（2018唐山路南区二模）兴趣小组用如图1、2所示进行镁条在空气中燃烧的实验。图1实验中，当燃烧停止、冷却后打开弹簧夹，进入集气瓶中水的体积约占瓶内原液面以上容积的70%。图2实验中，发现镁条燃烧除生成白色固体外，还生成少量淡黄色固体。

（问题与思考）（1）图1实验说明镁条与氮气发生了反应，依据是：_____。

（2）图2实验中淡黄色固体除含镁元素外还有什么元素？

（查阅资料）①镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁固体；

②氮化镁可与水剧烈反应产生氨气。

（作出猜想）图2实验中淡黄色固体是氮化镁。

（实验一）按图3进行实验，取少量图2实验中淡黄色固体放入B烧杯中，观察到B烧杯中产生白色沉淀并有气泡产生，A烧杯中无色酚酞溶液变成_____色。确定淡黄色固体中含有氮元素，理论依据是_____。

（实验二）将实验一中的白色沉淀分离、洗涤后加入稀盐酸，沉淀溶解，在老师的指导下进一步确定白色沉淀为氢氧化镁。写出沉淀溶解过程中发生反应的化学方程式_____。

（推理）已知氮化镁与水反应过程中没有元素化合价的改变，试写出氮化镁的化学式_____。

（讨论交流）（1）同学们都知道空气中氮气与氧气的体积比，图2实验中生成的氧化镁却远多于氮化镁，请你解释其原因_____。

（2）镁条在空气中久置表面会变黑，欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，所需的试剂是_____。

Answer 1

【答案】进入集气瓶中水的体积约占瓶内原液面以上容积的70% 红 化学反应前后元素种类不变（或质量守恒定律） Mg（OH）2＋2HCl=MgCl2＋2H2O Mg3N2 氧气比氮气的化学性质活泼 稀盐酸（或稀硫酸）和澄清石灰水

【解析】

【问题与思考】空气中氧气的体积约占空气的五分之一，若镁只与氧气反应，则进入集气瓶中水的体积约为集气瓶内空气的五分之一，而进入集气瓶中水的体积约占瓶内原液面以上容积的70%，说明镁与空气的主要成分氮气发生了反应。【实验一】氨气溶于水，所得溶液呈碱性，能使酚酞溶液变红；化学反应前后元素种类不变，所以可确定淡黄色固体中含有氮元素。【实验二】氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水，反应的化学方程式为Mg（OH）2＋2HCl=MgCl2＋2H2O。【推理】氢氧化镁中镁元素为＋2价，氨气中氮元素为－3价，氮化镁与水反应没有元素化合价的变化，所以氮化镁的化学式为Mg3N2.【讨论交流】（1）氧气比氮气的化学性质活泼，所以虽然空气中氮气含量高，但镁在空气中燃烧生成氧化镁的质量要远多于氮化镁的质量。（2）验证碳酸盐的方法是加入稀盐酸（或稀硫酸）后看是否产生二氧化碳气体，所以所需试剂为稀盐酸（或稀硫酸）和澄清石灰水。