Question

某校研究性学习小组用右下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%．
（1）图A仪器的名称是______，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是______．
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的______%．现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气．
发现问题：氮气是怎样减少的呢？
假设一：氮气与镁条反应而减少．
假设二：______
查阅资料：镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁（Mg₃N₂）固体．氮化镁中氮元素的化合价为______．其反应的化学方程式：______ Mg₃N₂

Answer

（1）镁燃烧后，烧杯内的压强变小，大气压会把水压入烧杯．
（2）①消耗多少体积的气体，则进入烧杯的水，便是多少体积；②根据化合价原则，计算氮化镁（Mg3N2）固体氮元素的化合价；③已知反应物和生成物，把Mg3N2的计量数定为“1”，配平化学方程式．
（3）燃烧不一定需要氧气，镁与氮气和二氧化碳都能发生燃烧．
【解析】
（1）镁燃烧后，烧杯内外形成气压差，所以水会进入烧杯．
（2）①如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%，现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，②根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气，及镁除了与氧气反应，还和氮气反应，③根据化合物中元素的化合价的代数和为零，所以氮化镁（Mg3N2）固体氮元素的化合价为-3价．
（3）镁与氮气和二氧化碳都能发生燃烧，说明燃烧不一定需要氧气．
故答为：（1）烧杯；集气瓶中气体减少，压强减小，导致烧杯中的水进入集气瓶
（2）21%，氮气与瓶内的其他物质反应而减少（答案合理即可），-3价，3Mg+N2Mg3N2
（3）燃烧不一定需要氧气（答案合理即可）