Question

【題目】鎂是一種活潑的金屬，實驗室長期露置的鎂帶表面常呈現(xiàn)灰黑色。化學實驗小組的同學為探究其組成，收集了鎂表面的灰黑色物質(zhì)，設(shè)計并完成了以下實驗。

（查閱資料）

①灰黑色固體加熱易分解，產(chǎn)物均為氧化物。

②鎂條在空氣中燃燒可產(chǎn)生氧化鎂和氮化鎂，氧化鎂和氮化鎂都是白色。

（提出問題）

灰黑色物質(zhì)由哪些元素組成？

（做出猜想）

灰黑色物質(zhì)中含有鎂元素，結(jié)合空氣中的成分其可能含有碳、氫、氧、氮等元素。明明同學從物質(zhì)的化學性質(zhì)考慮，認為灰黑色物質(zhì)中不會含有氮元素，他的理由是______。

（設(shè)計實驗）

為驗證灰黑色物質(zhì)是否含有碳、氫、氧元素，同學們設(shè)計了以下實驗：

方案一：程程同學取少量灰黑色物質(zhì)于試管中，滴加_______，將生成的氣體通入澄清石灰水中，觀察到_____，說明物質(zhì)中含有碳、氧元素。

方案二：琪琪同學取少量灰黑色物質(zhì)放入試管中進行加熱分解，實驗裝置如圖甲所示，也證明了灰黑色物質(zhì)中含有碳、氧元素。

方案三：明明同學也取少量灰黑色物質(zhì)放入試管中，用酒精燈加熱，觀察到_________，說明灰黑色物質(zhì)中含有氫元素。

實驗完成后，待試管冷卻，明明同學將試管取下，加入足量稀硫酸，發(fā)現(xiàn)大部分固體溶解，并有氣泡出現(xiàn)，請寫出氣體生成的一個化學反應方程式_______。

（實驗結(jié)論）

灰黑色物質(zhì)中除含鎂元素外，還含有碳、氧、氫元素。

（拓展延伸）

琪琪同學認為灰黑色物質(zhì)的形成與空氣的某些成分有關(guān)，她用圖乙裝置設(shè)計了一個實驗，通過近一周的觀察，鎂條表面一直無變化，于是琦琦同學認為灰黑色物質(zhì)的形成與空氣中的_______（填化學式）有關(guān)。

（實驗拓展）

明明同學將充分鎂條打磨成光亮的銀白色后，利用如圖進行實驗，發(fā)現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，可能的原因 _____。

Answer 1

【答案】氮氣的化學性質(zhì)不活潑 稀鹽酸 澄清石灰水變渾濁 試管內(nèi)壁有水霧生成 Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑ CO2 鎂條在點燃的條件下與空氣中的氮氣發(fā)生了反應（鎂條能在氮氣中燃燒）

【解析】

[做出猜想]

因為氮氣的化學性質(zhì)不活潑，不能與鎂反應，所以小明認為灰黑色物質(zhì)中不會含有氮元素；

故填：氮氣的化學性質(zhì)不活潑。

[設(shè)計實驗]

方案一：由于碳酸鹽和稀鹽酸反應生成二氧化碳，且二氧化碳能和澄清石灰水反應生成白色沉淀碳酸鈣，所以程程取少量灰黑色物質(zhì)于試管中，滴加稀鹽酸，將生成的氣體通入澄清石灰水中，觀察到澄清石灰水變渾濁，說明物質(zhì)中含有碳、氧元素；

故填：稀鹽酸；澄清石灰水變渾濁。

方案三：因為氫元素能和氧元素結(jié)合生成水，所以小宇也取少量灰黑色物質(zhì)放入試管中，用酒精燈加熱，觀察到試管內(nèi)壁有水霧生成，說明灰黑色物質(zhì)中含有氫元素；

故填：試管內(nèi)壁有水霧生成。

鎂和稀硫酸反應生成硫酸鎂和氫氣，化學方程式為：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；

故填：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑。

[拓展延伸]

氫氧化鈉溶液能除去空氣中的二氧化碳反應，屬于通過裝置乙可以看出，把空氣中的二氧化碳給除去了，通過近一周若的觀察，鎂條表面一直無變化，證明灰黑色物質(zhì)的形成與空氣中的CO2有關(guān)。

故填：CO2。

[實驗拓展]

利用如圖進行實驗，發(fā)現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，可能的原因鎂條在點燃的條件下不僅消耗了空氣中的氧氣，還與空氣中的氮氣發(fā)生了反應，瓶內(nèi)氣壓減小的比較多，使得進入集氣瓶中水的體積大于21%。

故填：鎂條在點燃的條件下與空氣中的氮氣發(fā)生了反應（鎂條能在氮氣中燃燒）。