鎂在空氣中燃燒后，發(fā)現(xiàn)生成物中有少許黑色固體，某興趣小組隨即展開實驗探究，試完成下列問題：
【探究目的】探究黑色固體是鎂與空氣中什么物質(zhì)反應產(chǎn)生的。
【查閱資料】分析空氣中各種成分，尋找猜想依據(jù)：
資料：（Ⅰ）鎂與氧氣反應，只生成白色固體（Ⅱ）空氣中稀有氣體化學性質(zhì)穩(wěn)定，很難與其他物質(zhì)反應
【猜想一】：鎂與氮氣反應生成了黑色固體。
【猜想二】：鎂與水蒸氣反應生成了黑色固體。
【探究一】鎂與氮氣的反應
（1）獲取氮氣
方法：分離液態(tài)空氣，首先分離出氮氣，則沸點：N2低于低于O2（選填“高于”、“等于”、“低于”）。該過程屬于 物理物理變化（填“物理”或“化學”）。
（2）實驗過程：點燃鎂條，伸入盛氮氣的集氣瓶中，燃燒后瓶內(nèi)壁附著一層淡黃色的固體。
實驗結(jié)論：鎂與氮氣在點燃的條件下發(fā)生化合反應生成淡黃色的氮化鎂，若氮元素的化合價為-3，試寫出氮化鎂的化學式 Mg3N2Mg3N2。
【探究二】鎂粉與水蒸氣的反應：實驗裝置如圖所示。
（1）裝置A中放入幾小塊碎瓷片的目的是 防止暴沸防止暴沸；
（2）實驗開始時，應先點燃A處酒精燈，等觀察到水沸騰后，再點燃B處酒精燈，這樣做的目的是 利用產(chǎn)生的水蒸氣排盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止空氣中物質(zhì)影響實驗利用產(chǎn)生的水蒸氣排盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止空氣中物質(zhì)影響實驗；
（3）生成的氣體通入肥皂液中，用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，稍后有肥皂泡飄到空中，說明生成的氣體是 氫氣氫氣；
實驗現(xiàn)象與分析：實驗結(jié)束，B中玻璃管內(nèi)剩余白色固體，鎂粉能和水蒸氣反應，但不產(chǎn)生黑色固體。
【探究結(jié)論】猜想一和猜想二均不正確，綜上所述，回憶空氣的組成，可以推理得出鎂在空氣中燃燒產(chǎn)生的黑色固體可能是鎂點燃后與空氣中的 二氧化碳二氧化碳反應產(chǎn)生，通過進一步查閱資料發(fā)現(xiàn)該反應既有白色的氧化鎂又有一種黑色固體單質(zhì)生成，試寫出該反應的文字表達式 鎂+二氧化碳點燃氧化鎂+碳鎂+二氧化碳點燃氧化鎂+碳。
點燃
點燃
【答案】低于；物理；Mg3N2；防止暴沸；利用產(chǎn)生的水蒸氣排盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止空氣中物質(zhì)影響實驗；氫氣；二氧化碳；鎂+二氧化碳氧化鎂+碳
點燃
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：21引用：1難度：0.6
相似題
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1．碳酸氫鈉是一種應用廣泛的鹽，化學小組對其進行了探究。
（1）NaHCO3可稱為鈉鹽或碳酸氫鹽，它是由Na+和（填離子符號）構(gòu)成，醫(yī)療上能用于治療胃酸（含有鹽酸）過多癥，反應的化學方程式為。
【提出問題】實驗室中如何制取少量NaHCO3？
【查閱資料】
材料一：侯氏制堿的原理：NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。△
材料二：研究發(fā)現(xiàn)，NaHCO3溶于水時吸收熱量，Na2CO3溶于水時放出熱量。
【實驗制備】根據(jù)侯氏制堿原理設計如圖1所示裝置制取NaHCO3。
反應結(jié)束后，將試管中的混合物過濾洗滌，低溫烘干得白色固體。
（2）燒杯中冰水的作用是。
（3）能進一步確認該白色固體是NaHCO3的實驗方案是（須用到的儀器和藥品：試管、溫度計、水）。
（4）如圖2中碳酸氫鈉的溶解度在60℃后無數(shù)據(jù)的原因可能是。
【性質(zhì)探究】
常溫下，取一定量的NaHCO3溶液于燒杯中，插入pH傳感器，向燒杯中持續(xù)滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，當溶液的pH變?yōu)?.68時開始有無色氣體產(chǎn)生。反應過程中溶液的pH隨時間變化如圖3所示。
【查閱資料】
材料三NaHCO3溶于水后，少量的能同時發(fā)生如下變化：HCO-3
變化①：+H2O→H2CO3+OH-；HCO-3
變化②：→HCO-3+H+。CO2-3
材料四：溶液的酸堿性與溶液中H+和OH-數(shù)目的相對大小有關。常溫下，當單位體積溶液中OH-的數(shù)目大于H+的數(shù)目時溶液的pH＞7，反之pH＜7；單位體積溶液中所含的H+數(shù)目越大，溶液的pH越小。
【交流反思】
（5）NaHCO3溶液顯（填“酸”“堿”或“中”）性，結(jié)合材料三、四從微觀角度說明原因：。
（6）根據(jù)本實驗，下列說法錯誤的是（填字母）。
a.pH＜6.68時生成的無色氣體為CO2
b.從0～30s,單位體積溶液中H+數(shù)目不斷增大
c.不能用CaCl2溶液鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液發(fā)布：2024/12/25 15:30:1組卷：547引用：4難度：0.5 -
2．關于鹽的性質(zhì)研究是一項重要的課題，某興趣小組以“探究碳酸氫鈉的性質(zhì)”為主題開展項目式學習。
【任務一】認識碳酸氫鈉
（1）下列關于碳酸氫鈉的說法正確的是。
A.碳酸氫鈉是由Na+和構(gòu)成HCO-3
B.碳酸氫鈉俗稱純堿
C.碳酸氫鈉醫(yī)療上能用于治療胃酸過多癥
D.碳酸氫鈉難溶于水
【任務二】探究碳酸氫鈉的性質(zhì)
（2）探究碳酸氫鈉與稀鹽酸反應：興趣小組取適量碳酸氫鈉粉末于甲試管中，加入稀鹽酸，如圖1所示，觀察到甲試管中有氣泡產(chǎn)生，乙中，說明碳酸氫鈉能與稀鹽酸反應生成CO2，寫出試管甲中反應的化學方程式。
（3）探究碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性：用酒精燈充分加熱玻璃管，如圖2所示。
資料：無水硫酸銅呈白色，遇水后呈藍色
①發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)無水硫酸銅變藍，紫色石蕊溶液變紅，說明碳酸氫鈉受熱易分解，且有和二氧化碳生成。
②實驗后興趣小組同學猜想玻璃管A處固體產(chǎn)物僅是Na2CO3而不含有NaOH，請設計實驗證明（寫出具體步驟和現(xiàn)象）：。
（4）常溫下，興趣小組同學取一定量的NaHCO3溶液于燒杯中，插入pH傳感器，向燒杯中持續(xù)滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，當溶液的pH變?yōu)?.68時開始有無色氣體產(chǎn)生。反應過程中溶液的pH隨時間變化如圖3所示。
【查閱資料】
材料一：NaHCO3溶于水后，少量的能同時發(fā)生如下變化：HCO-3
變化①：+H2O→H2CO3+OH-HCO-3
變化②：→HCO-3+H+CO2-3
材料二：溶液的酸堿性與溶液中H+和OH-數(shù)目的相對大小有關。常溫下，當單位體積溶液中OH-的數(shù)目大于H+的數(shù)目時溶液的pH＞7，反之pH＜7；單位體積溶液中所含的H+數(shù)目越大，溶液的pH越小。
①根據(jù)上述實驗可知NaHCO3溶液顯堿性，結(jié)合材料一、二從微觀角度說明原因：。
②根據(jù)本實驗，可知從0～30s,單位體積溶液中H+數(shù)目不斷（填“增大”或“減小”）。發(fā)布：2024/12/25 17:0:2組卷：87引用：2難度：0.4 -
3．興趣小組的同學對金屬的某些性質(zhì)進行相關探究。
【實驗回顧】用圖甲所示裝置制取氫氣。
（1）鋅與稀硫酸反應?；瘜W方程式為。
（2）可用排水法收集氫氣的原因是。
（3）在金屬活動性順序里，金屬能否置換出鹽酸、稀硫酸中的氫，判斷依據(jù)是。
【發(fā)現(xiàn)問題】小路同學為驗證上述“判斷依據(jù)”，將純鋅片和純銅片插入稀硫酸中，實驗過程中偶然將兩種金屬觸碰（如圖乙），發(fā)現(xiàn)銅片表面產(chǎn)生了氣泡。經(jīng)檢驗，產(chǎn)生的氣體仍是氫氣。
【提出問題】圖乙中哪種金屬參與了反應？該反應的原理是什么？
【進行實驗】在老師指導下，小路同學設計并進行了如下實驗：
步驟1：另取純鋅片和純銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中（如圖丙），觀察現(xiàn)象；
步驟2：用導線將純鋅片和純銅片連接，并在兩金屬片之間串聯(lián)一個電流表（如圖?。?，觀察現(xiàn)象。
（4）步驟1觀察到的現(xiàn)象是。
【分析解釋】圖戊為步驟2的微觀原理示意圖（提示：圖中的e-表示電子）。
（5）氫氣是由（填“鋅片”或“銅片”）與稀硫酸反應產(chǎn)生的。
（6）請根據(jù)圖示，從微觀角度描述在銅片表面產(chǎn)生氫氣的過程。
【反思拓展】
（7）若按己圖進行實驗，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。則石墨碳棒上（填“有”或“沒有”）氣泡產(chǎn)生。
（8）若將己圖中稀硫酸換成硫酸銅溶液，電流表指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)。則（填“鋅片”或“石墨碳棒”）上會出現(xiàn)紅色固體。
【延伸應用】
（9）一般情況下，兩種活動性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時，活動性強的金屬首先被腐蝕。造船工業(yè)為了避免輪船的鋼鐵外殼被腐蝕，通常在輪船外殼鑲嵌的金屬是（填字母）。
A．銀塊
B．銅塊
C．錫塊
D．鋅塊發(fā)布：2024/12/25 12:0:1組卷：81引用：3難度：0.5
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