11. (2026·阜阳期中)化学兴趣小组为验证质量守恒定律,做了镁条在空气中燃烧的实验(如图1)。同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的强光,产生的大量白烟弥漫到空气中,最后在陶土网上得到一些白色固体。

(1)写出镁条在空气中燃烧的文字表达式。
(2)同学们通过称量发现:在陶土网上收集到产物的质量小于镁条的质量。有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。你认为出现该实验结果的原因可能是。
小顾同学按图2装置改进了实验,实验结束后发现产物中除了有白色固体外,还有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么物质?
【查阅资料】Ⅰ.氮化镁为黄色固体。
Ⅱ.氮化镁可与水反应生成氨气,氨气极易溶于水形成氨水,氨水能使无色酚酞溶液变红。
【作出猜想】黄色固体为氮化镁。
【实验探究】
(3)取少量黄色固体于试管A中,加入适量的,与试管B连接(如图3),观察到试管B中无色酚酞溶液变,证明黄色固体为氮化镁。
【反思与交流】
(4)空气中氮气的含量远大于氧气的含量,但是生成氧化镁的质量却大于氮化镁的质量,原因是。
【拓展与延伸】如果用镁粉测定空气中氧气的含量,装置如图4。
(5)实验测得的结果是氧气体积分数(填“大于”“小于”或“等于”)$\dfrac{1}{5}$,原因是。
第五单元

(1)镁+氧气$\xrightarrow{点燃}$氧化镁 (2)反应生成的部分氧化镁以白烟形式扩散到空气中 (3)水 红色 (4)氧气的化学性质比氮气活泼,在相同条件下,镁更容易与氧气反应 (5)大于 镁粉能和氧气、氮气同时反应
解析:(1)镁条在空气中燃烧生成氧化镁。(2)镁在空气中燃烧,产生大量白烟,反应生成的部分氧化镁以白烟形式扩散到空气中,因此在陶土网上收集到产物的质量小于镁条的质量。(3)实验结论是黄色固体是氮化镁,氮化镁可与水反应生成氨气,氨气极易溶于水形成氨水,氨水能使无色酚酞溶液变红。因此取少量黄色固体于试管A中,加入适量的水,与试管B连接,若观察到试管B中无色酚酞溶液变红色,证明黄色固体是氮化镁。

【分析】
本题围绕镁条燃烧的系列实验展开，需结合质量守恒定律、物质的化学性质、实验现象分析等知识逐步解决各问题：
1. 第(1)问：根据镁燃烧的反应物、生成物及反应条件书写文字表达式；
2. 第(2)问：依据质量守恒定律，反应前后总质量相等，分析收集产物质量偏小的原因是部分产物扩散；
3. 第(3)问：结合资料中氮化镁与水反应生成氨气，氨气使酚酞变红的性质，确定加入的试剂和现象；
4. 第(4)问：对比氧气和氮气的化学活泼性，解释生成氧化镁更多的原因；
5. 第(5)问：根据镁能与氧气、氮气都反应，分析测定氧气体积分数偏大的原因。
【解析】
(1) 镁条在空气中燃烧，是镁与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁，文字表达式为：镁+氧气$\xrightarrow{点燃}$氧化镁；
(2) 镁燃烧产生大量白烟（氧化镁固体小颗粒），部分白烟扩散到空气中，导致陶土网上收集到的产物质量小于镁条质量，该反应仍遵循质量守恒定律；
(3) 根据资料，氮化镁可与水反应生成氨气，氨气溶于水形成氨水，氨水呈碱性，能使无色酚酞溶液变红。因此取黄色固体于试管A中，加入适量水，若试管B中酚酞溶液变红，证明黄色固体为氮化镁；
(4) 氧气的化学性质比氮气活泼，相同条件下镁更容易与氧气反应，所以空气中氮气含量虽高，但生成氧化镁的质量远大于氮化镁；
(5) 用镁粉测定空气中氧气含量时，镁粉不仅能与装置内的氧气反应，还能与氮气反应，消耗的气体体积大于氧气的体积，因此测得的氧气体积分数大于$\dfrac{1}{5}$。
【答案】
(1) 镁+氧气$\xrightarrow{点燃}$氧化镁
(2) 反应生成的部分氧化镁以白烟形式扩散到空气中
(3) 水；红色
(4) 氧气的化学性质比氮气活泼，在相同条件下，镁更容易与氧气反应
(5) 大于；镁粉能和氧气、氮气同时反应
【知识点】
质量守恒定律；镁的化学性质；空气中氧气含量的测定
【点评】
本题以镁条燃烧的实验为载体，综合考查了质量守恒定律的应用、物质成分的探究、空气组成测定等核心知识点，需要学生结合实验现象和资料信息分析问题，注重知识的灵活运用，是一道综合性较强的实验探究题。
【难度系数】
0.6

12. 为了测定蜡烛中碳、氢两种元素的质量比,某化学兴趣小组设计了如图所示的实验。

实验步骤如下:先分别称量装置Ⅰ中蜡烛、装置Ⅱ、装置Ⅲ的质量。按图示连接好仪器,点燃蜡烛,同时从a导管抽气。一段时间后熄灭蜡烛,再分别称量装置Ⅰ中蜡烛、装置Ⅱ、装置Ⅲ的质量(提示:浓硫酸只吸收水,氢氧化钠和氧化钙固体既可以吸收水分也可以吸收二氧化碳)。实验数据如下表:

(1)该实验中测得生成水的质量为g,生成二氧化碳的质量为g。
(2)由该实验数据计算,蜡烛中碳、氢元素的质量比为。
(3)理论上,装置Ⅱ和装置Ⅲ增加的总质量大于蜡烛减少的质量,其原因是。
(4)该实验能否准确测出蜡烛燃烧生成二氧化碳和水的质量?(填“能”或“不能”),理由是。
学霸 081

(1)1.8 4.4 (2)6:1 (3)蜡烛燃烧时,氧气也参与反应 (4)不能 装置Ⅰ是敞口的,空气中水蒸气和二氧化碳也会分别被吸收到装置Ⅱ和装置Ⅲ中
解析:(1)浓硫酸有很强的吸水性,可以吸收蜡烛燃烧后产生的水蒸气;氢氧化钠和氧化钙固体可吸收蜡烛燃烧后生成的二氧化碳气体,所以装置Ⅱ和装置Ⅲ增加的质量分别是生成的水和二氧化碳的质量,测得生成水的质量为184.1 g- 182.3 g= 1.8 g;生成二氧化碳的质量为216.6 g-212.2 g=4.4 g。(2)由该实验数据计算,碳元素的质量为4.4 g×$\dfrac{12}{44}$×100%=1.2 g,氢元素的质量为1.8 g×$\dfrac{2}{18}$×100%=0.2 g,则蜡烛中碳元素和氢元素的质量比为1.2 g:0.2 g=6:1。(3)蜡烛的燃烧需要氧气,氧气来自空气,根据质量守恒定律,参加反应的各物质的质量总和等于生成的各物质的质量总和,装置Ⅱ和装置Ⅲ增加的总质量大于蜡烛减少的质量,是因为有氧气参加反应。(4)该实验不能准确测出蜡烛燃烧生成二氧化碳和水的质量,原因是装置Ⅰ是敞口的,空气中的水蒸气和二氧化碳也会分别被吸收到装置Ⅱ和装置Ⅲ中。

【分析】
要解决这道题，首先需明确各装置的作用：装置Ⅱ中浓硫酸吸收蜡烛燃烧生成的水，其增加的质量即为生成水的质量；装置Ⅲ中氢氧化钠和氧化钙吸收生成的二氧化碳，增加的质量即为生成二氧化碳的质量。计算碳、氢元素质量比时，需根据化学式从CO₂和H₂O中分别提取碳、氢元素的质量，再求比值。对于质量差的问题，要结合质量守恒定律，蜡烛燃烧是蜡烛与氧气反应，生成物质量等于蜡烛质量加参加反应的氧气质量。最后判断实验能否准确测量，需考虑装置是否会吸收空气中的水和二氧化碳，导致误差。
【解析】
(1) 装置Ⅱ反应前后的质量差即为生成水的质量：184.1g - 182.3g = 1.8g；装置Ⅲ反应前后的质量差即为生成二氧化碳的质量：216.6g - 212.2g = 4.4g。
(2) 碳元素的质量为生成二氧化碳中碳元素的质量：$4.4g × \frac{12}{44} = 1.2g$；氢元素的质量为生成水中氢元素的质量：$1.8g × \frac{2}{18} = 0.2g$；则蜡烛中碳、氢元素的质量比为$1.2g:0.2g = 6:1$。
(3) 根据质量守恒定律，蜡烛燃烧是蜡烛与空气中的氧气反应生成二氧化碳和水，参加反应的蜡烛和氧气的质量总和等于生成的二氧化碳和水的质量总和，因此装置Ⅱ和Ⅲ增加的总质量（水和二氧化碳的质量）大于蜡烛减少的质量，原因是氧气参与了反应。
(4) 该实验不能准确测出蜡烛燃烧生成二氧化碳和水的质量，因为装置Ⅰ是敞口的，空气中的水蒸气和二氧化碳会分别被装置Ⅱ、Ⅲ吸收，导致测得的水和二氧化碳质量偏大，产生误差。
【答案】
(1)1.8；4.4 (2)6:1 (3)蜡烛燃烧时，氧气也参与反应 (4)不能；装置Ⅰ是敞口的，空气中水蒸气和二氧化碳也会分别被吸收到装置Ⅱ和装置Ⅲ中
【知识点】
质量守恒定律、根据化学式计算元素质量、实验误差分析
【点评】
本题是结合实验探究的化学计算题，考查学生对实验装置作用的理解、质量守恒定律的应用以及元素质量比的计算，同时涉及实验误差的分析，需要学生具备一定的逻辑分析能力，属于中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.6