小明發(fā)現裝有膨化食品的包裝袋內都充有一定量的氣體。他和同學對所充氣體的作用及成分產生了好奇，于是進行了如下探究。
探究一：包裝袋內填充氣體的目的是什么？
【交流討論】討論后，同學們一致認為在膨化食品包裝袋內填充氣體的目的可能是：
（1）防止膨化食品在運輸過程中被壓碎；
（2）

防止食品變質

防止食品變質

。小組同學的這一分析得到了老師的肯定，老師還告訴他們，包裝袋內填充的是一種初中化學常見的氣體。
探究二：包裝袋內的氣體成分是什么？
【猜想與假設】包裝袋內的氣體為：猜想1：氧氣；猜想2：氮氣；猜想3：二氧化碳；猜想4：二氧化硫；猜想5：空氣。通過分析，大家認為猜想1是錯誤的，理由是氧氣的化學性質

比較活潑

比較活潑

，易與食品發(fā)生緩慢氧化而變質；猜想4也是錯誤的，理由是

二氧化硫有刺激性氣味、有毒，影響食品的質量，危害身體健康

二氧化硫有刺激性氣味、有毒，影響食品的質量，危害身體健康

。
【查閱資料】①鎂能與氧氣在點燃條件下反應，生成物常溫下不溶于水也不與水反應；
②鎂也能與二氧化碳在點燃條件下反應，生成一種黑色單質和一種金屬氧化物；
③鎂還能在氮氣中燃燒，反應生成氮化鎂（Mg₃N₂）固體；
④氮化鎂在常溫下能與水反應生成能使無色酚酞溶液變紅的物質。
請回答：鎂與二氧化碳反應的文字或符號表達式為

鎂+二氧化碳

點燃

碳+氧化鎂或Mg+CO₂

點燃

MgO+C

鎂+二氧化碳

點燃

碳+氧化鎂或Mg+CO₂

點燃

MgO+C

，氮化鎂（Mg₃N₂）的相對分子質量是

100

100

。
【進行實驗】實驗一：抽取包裝袋內氣體一瓶，向其中加入一定量的澄清石灰水，振蕩，觀察不到石灰水變渾濁的現象，小明據此推斷只有猜想2成立。小紅不同意此結論，理由是

二氧化碳的量較少，觀察不到澄清的石灰水變渾濁

二氧化碳的量較少，觀察不到澄清的石灰水變渾濁

，所以只能說明猜想

3

3

不成立。
實驗二：另抽取包裝袋內氣體一瓶，將燃著的木條伸入瓶中。觀察到木條立即熄滅，小組同學據此判斷猜想

5

5

不成立，猜想2成立。
為進一步確認猜想2成立，小組同學進行了實驗三：

實驗操作	實驗現象	結論
①另取一瓶包裝袋內的氣體，向其中伸入燃著的鎂條，觀察現象。 ②取少量反應后的固體，加入足量的蒸餾水中，并滴入酚酞溶液，觀察現象。	鎂條燃燒， 發(fā)出耀眼白光，得到紅色溶液 發(fā)出耀眼白光，得到紅色溶液	猜想2成立

【拓展延伸】明明同學將鎂條打磨成光亮的銀白色后，利用如圖進行實驗。將鎂條點燃后迅速伸入盛有空氣的集氣瓶中，反應完全，冷卻至室溫后打開止水夾，發(fā)現進入集氣瓶中的水體積約為其容積的70%，可能原因是

鎂條與空氣中的氮氣發(fā)生了反應

鎂條與空氣中的氮氣發(fā)生了反應

。該實驗中底部鋪一層細沙的作用是

防止高溫生成物濺落，炸裂瓶底

防止高溫生成物濺落，炸裂瓶底

。