某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体．针对这一现象，他们开展了如下探...

（7分）（2012•仙桃）某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体．针对这一现象，他们开展了如下探究活动．请仔细阅读并完成下列探究报告．

【探究目的】探究镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的．

【分析猜想】分析空气中各种成分，寻找猜想依据．

空气成分之一：　________　，化学性质稳定，一般不与其它物质反应．

空气成分之二：氧气，与镁反应生成的氧化镁是　 　色固体．

空气成分之三：水蒸气，打磨光亮的镁带放入沸水中，表面会附有白色固体并产生大量气泡；再向沸水中滴入无色酚酞试液，呈现红色．则镁在沸水中反应的化学方程式为：　________　． 如果将镁带放到水蒸气中，也会发生上述反应，但产生的不是黑色固体．

空气成分之四：氮气、二氧化碳．猜想：可能是镁与N₂或CO₂反应生成黑色固体．

【实验一】镁带与氮气的反应

（一）获取氮气

（1）把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气．这种方法属于　________　 （选填“物理”或“化学”）方法．但在实验室里空气不易被液化．

（2）以下是获取氮气的方法及装置，其中得到氮气较纯的是　________　．（填字母）

（二）燃烧镁带，观察现象

将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛N₂的集气瓶中，瓶内壁附着一层淡黄色的固体．

（三）实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁．该反应

的化学方程式是　________　．

【实验二】将燃着的镁带伸入盛CO₂的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，瓶内出现白色固体和黑色固体．CO₂与镁发生了置换反应，生成的黑色固体物质是　________　．

【探究结论】镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中CO₂反应产生的．

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（7分）（2012•仙桃）某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体．针对这一现象，他们开展了如下探究活动．请仔细阅读并完成下列探究报告．

【探究目的】探究镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的．

【分析猜想】分析空气中各种成分，寻找猜想依据．

空气成分之一：　_________　，化学性质稳定，一般不与其它物质反应．

空气成分之二：氧气，与镁反应生成的氧化镁是　_________　色固体．

空气成分之三：水蒸气，打磨光亮的镁带放入沸水中，表面会附有白色固体并产生大量气泡；再向沸水中滴入无色酚酞试液，呈现红色．则镁在沸水中反应的化学方程式为：　_________　． 如果将镁带放到水蒸气中，也会发生上述反应，但产生的不是黑色固体．

空气成分之四：氮气、二氧化碳．猜想：可能是镁与N₂或CO₂反应生成黑色固体．

【实验一】镁带与氮气的反应

（一）获取氮气

（1）把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气．这种方法属于　_________　 （选填“物理”或“化学”）方法．但在实验室里空气不易被液化．

（2）以下是获取氮气的方法及装置，其中得到氮气较纯的是　_________　．（填字母）

（二）燃烧镁带，观察现象

将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛N₂的集气瓶中，瓶内壁附着一层淡黄色的固体．

（三）实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁．该反应

的化学方程式是　_________　．

【实验二】将燃着的镁带伸入盛CO₂的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，瓶内出现白色固体和黑色固体．CO₂与镁发生了置换反应，生成的黑色固体物质是　_________　．

【探究结论】镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中CO₂反应产生的．

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（5分）某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体。针对这一现象，他们开展了如下探究活动。请仔细阅读并完成下列探究报告。

【探究目的】探究镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的。

【分析猜想】分析空气中各种成分，寻找猜想依据。

空气成分之一：　　　　　　　　　 ，化学性质稳定，一般不与其他物质反应。

空气成分分之二：氧气，氧气与镁反应生成的氧化镁是白色固体。

空气成分之三：水蒸气，打磨光亮的镁带放入沸水中，表面会附有白色固体并产生大量气泡；再向沸水中滴入无色酚酞试液，呈现红色，如果将镁带放到水蒸气中，也会发生上述反应，但产生的不是黑色固体。

空气成分之四：氮气、二氧化碳。猜想：可能是镁与N2或CO2反应生成黑色固体。

【实验一】镁带与氮气的反应

获取氮气

（1）把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气，这种方法属于　　　　　　　 变化，但在实验室里空气不易被液化。

（2）以下是获取氮气的方法及装置（装置中使用的固体药品均过量），其中得到氮气较纯的是　　　　　　　 。（填字母）

二、燃烧镁带，观察现象

将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛N2的集气瓶中，配内壁附着一层淡黄色的固体。

三、实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）。该反应的化学符号表达式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

【实验二】将燃着的镁带伸入盛CO2的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，瓶内出现白色固体和黑色固体。CO2与镁发生反应，根据所学知识猜想生成的黑色固体物质是　　　　　　　　 。

【探究结论】镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中CO2反应产生的。

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某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体．针对这一现象，他们开展了如下探究活动．请仔细阅读并完成下列探究报告．

（探究目的）探究镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的．

（分析猜想）分析空气中各种成分，寻找猜想依据．

空气成分之一：_____，化学性质稳定，一般不与其他物质反应．

空气成分分之二：氧气，氧气与镁反应生成的氧化镁是白色固体．

空气成分之三：水蒸气，打磨光亮的镁带放入沸水中，表面会附有白色固体并产生大量气泡；再向沸水中滴入无色酚酞试液，呈现红色，如果将镁带放到水蒸气中，也会发生上述反应，但产生的不是黑色固体．

空气成分之四：氮气、二氧化碳．猜想：可能是镁与N2或CO2反应生成黑色固体．

（实验一）镁带与氮气的反应

获取氮气

（1）把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气，这种方法属于_____变化，但在实验室里空气不易被液化．

（2）以下是获取氮气的方法及装置（装置中使用的固体药品均过量），其中得到氮气较纯的是_____．（填字母）

（二）燃烧镁带，观察现象

将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛N2的集气瓶中，配内壁附着一层淡黄色的固体．

（三）实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）．该反应的文字表达式是_____．

（实验二）将燃着的镁带伸入盛CO2的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，瓶内出现白色固体和黑色固体．CO2与镁发生反应，根据所学知识猜想生成的黑色固体物质是_____．

（探究结论）镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中CO2反应产生的．

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某学习小组做镁在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体，针对这一现象及该反应的应用，他们开展了如下探究，请仔细阅读并完成下列探究报告。

（探究目的）探究黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的。

（分析猜想）分析空气中各种成分，寻找猜想依据：

空气成分一：氧气；　 空气成分二：氮气；　 空气成分三：水蒸气；空气成分四：二氧化碳；空气成分五：稀有气体：化学性质很稳定，一般不与其它物质反应。

（实验一）镁带与氧气的反应

（一）制取氧气并探究氯酸钾和二氧化锰制氧气的实验中反应物与催化剂的最佳质量比。

实验中采用如图1、2所示装置，取20g氯酸钾，分成10等份，每份2g，分别装入10支试管中。在10支试管中分别加入不同质量的二氧化锰，分别测量二氧化锰与氯酸钾在不同质量比时，生成200mL氧气所消耗的时间。实验记录的数据如表：

请回答下列问题：

（1）请写出该实验中发生反应的符号表达式：________；

（2）为了完成本实验，方框内应选择图2气体收集装置中的______（填字母）；

（3）分析上述数据，你认为利用此法制氧气，二氧化锰与氯酸钾的最佳质量比为_______；

（4）催化剂能影响化学反应速度，温度、反应物的浓度（或质量分数）、反应物接触面积等也会影响化学反应速度。分析上表数据，结合影响化学反应速度的因素分析当二氧化锰与氯酸钾的质量比低于最佳质量比时，反应速度变低的原因是_________。

（二）燃烧镁带，观察现象将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛满氧气的集气瓶中，产生大量白烟，生成白色固体。

实验结论：镁与氧气反应生成白色的氧化镁。写出该反应的符号表达式_______

（实验二）镁带与氮气的反应

（一）获取氮气：方法1：工业上把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气；

方法2：实验室将氨气通过红热的氧化铜，可制得纯净的氮气和铜。属于化学变化的是____（填“方法1”或“方法2”）

（二）燃烧镁带，观察现象

将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛氮气的集气瓶中，瓶内壁附着一层淡黄色的固体。

实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁，其中氮元素的化合价为-3，则氮化镁的化学式为_______

（实验三）镁带与水蒸气的反应

实验装置如下图所示：

（1）装置A中放入几粒沸石或碎瓷片的目的是__________；

（2）实验开始时，应先点燃A处酒精灯，等观察到水沸腾后，再点燃B处酒精灯，这样做的目的是_______；

（3）生成的气体通入肥皂液中，用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中，说明生成的气体是_______；

实验结论：镁粉能和水蒸气反应，但装置B中并没有产生黑色固体

（探究结论）根据以上信息，可以推理得出镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中的_____反应产生的。

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某学习小组做镁在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体，针对这一现象及该反应的应用，他们开展了如下探究，请仔细阅读并完成下列探究报告。

（探究目的）探究黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的。

（分析猜想）分析空气中各种成分，寻找猜想依据：

空气成分一：氧气；　　　　　　　　 空气成分二：稀有气体；一般不与其它物质反应。

空气成分三：水蒸气；打磨光亮的镁带放入沸水中，表面会附有白色固体并产生大量气泡；如果将镁带放到水蒸气中，也会发生上述反应，但产生的不是黑色固体。

空气成分四：氮气；　　　　　　　　 空气成分五：二氧化碳。

（实验一）镁带与氧气的反应

（一）制取氧气并对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。

甲探究了影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下：

（1）第Ⅲ次实验中，选择的二氧化锰的质量m的值为________。

（2）本实验中，测量O2体积的装置可选择下图中___________(选填“a”、“b”、“c”)。

（3）乙用d图装置进行实验，通过比较_______________________也能达到实验目的。

实验结论：在相同条件下，___________________________，双氧水分解得越快。

（二）燃烧镁带，观察现象

将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛满氧气的集气瓶中，产生大量白烟，生成白色固体。

实验结论：镁与氧气反应生成白色的氧化镁。

（实验二）镁带与氮气的反应

（一）获取氮气：把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气。

（二）燃烧镁带，观察现象

将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛氮气的集气瓶中，瓶内壁附着一层淡黄色的固体。

实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）,该反应的文字表达式是 _____________________________。

（探究结论1）根据以上信息，可以推理得出镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中__________反应产生的。

（交流与反思）能否用足量的镁替代红磷进行空气组成实验呢？

（实验回顾）1．实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量

（装置如图1），写出红磷燃烧的文字表达式________________。

图中集气瓶底部的水的作用为________。（填字母）

A．吸收有害物质　　　　 B．降温，快速冷却　　　 C．保护瓶底

2．为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用传感器技术定时测定了实验装置如图2内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图3所示。其中X曲线表示的是_____（填“温度”或“氧气的浓度”）；结合X、Y两条曲线，解释如图3中BC段气压变化的原因是_____________________；

用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。

（探究结论2）如果用足量的镁替代红磷进行空气组成实验，实验测得氧气体积与氧气所占空气真实比例相比较会______（偏大、偏小或相等）。

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某化学小组同学做镁条在空气中燃烧实验时，发现生成物中还有少量黑色固体，针对这一现象及相关问题，他们开展了如下探究，请仔细阅读并参与他们的探究之旅。

（探究目的）探究黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的？

（查阅资料）1.稀有气体一般与其他物质反应　 2.光亮的镁条与水反应，表面会生成白色固体。

（分析猜想）分析空气中各种成分，进行猜想：

(1)猜想①是氧气　　 猜想②是氮气　　 猜想③是__________________

（实验一）镁带与氧气的反应

(一)甲同学探究了影响过氧化氢制取氧气速度的某种因素，进行了三次实验并记录各收集相同体积氧气所需要的时间如下表

(2)第 3 次实验中，X 的值应为_____

(3)实验结论：在相同条件下,___________________过氧化氢分解得越快。

(二)乙同学在量筒中盛满水，倒置于水槽中，通过分液漏斗把 20mL 某浓度的过氧化氢溶液加入锥形瓶中，记录量筒中气体的体积(如图 )。数据如下表：

(4)请根据以上过程和实验数据综合分析，最终生成氧气的体积是_____mL

(5)请在下面坐标图中绘制出 0～10 min 生成氧气体积随时间变化的曲线_____________。

(三)燃烧镁带，观察现象

将镁带打磨光亮，点燃伸入盛满氧气的集气瓶中，产生大量白烟，生成白色固体。实验结论：镁与氧气反应生成白色的氧化镁

（实验二）镁带与氮气反应

(一)收集氮气

(二)燃烧镁带，观察现象

将镁带打磨光亮，点燃伸入盛满氮气的集气瓶中，瓶内壁附着一层淡黄色的固体。

(6)实验结论：镁与氮气在点燃条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁(Mg3N2) 该反应的化学方程式是________

（探究结论 1）(7)综上分析，关于镁在空气中燃烧产生黑色固体的猜想是猜想__________(填序号)成立。

（探究结论 2）(8)如果用足量的镁代替红磷进行空气组成实验，实验测得氧气的体积分数比实际值______(填“偏大”或“偏小”)

（实验回顾）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气含量(如图)，由于红磷需要在瓶外点燃再伸入瓶内，常常带来污染以及误差。

（实验改进）同学们选择了着火点更低的白磷，并对装置图做了改进(如图)。主要操作是：在实际容积为 180mL 的集气瓶里，先装进 50mL 的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。

(9)白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是______________

(10)若实验中无误差，最终集气瓶中水的体积为__________________mL

(11)集气瓶里预先装置的 50mL 水的作用，其一是为了加快集气瓶的冷却速度，其二则主要是_____________

（实验与交流）

(12)为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量的实验原理，老师利用传感器技术定时测定了实验装置(图 4)内的压强、温度和氧气浓度，三条曲线变化趋势如图 5 所示。Y 曲线表示的是_______________(填“温度”或“氧气浓度”或“压强”)变化趋势；X 曲线中 CD 段上升的原因是___________

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