小明发现装有膨化食品的包装袋内都充有一定量的气体。他和同学对所充气体的作用及成分产生了好奇，于是进行了如下探究。
探究一：包装袋内填充气体的目的是什么？
【交流讨论】讨论后，同学们一致认为在膨化食品包装袋内填充气体的目的可能是：
（1）防止膨化食品在运输过程中被压碎；
（2）

防止食品变质

防止食品变质

。小组同学的这一分析得到了老师的肯定，老师还告诉他们，包装袋内填充的是一种初中化学常见的气体。
探究二：包装袋内的气体成分是什么？
【猜想与假设】包装袋内的气体为：猜想1：氧气；猜想2：氮气；猜想3：二氧化碳；猜想4：二氧化硫；猜想5：空气。通过分析，大家认为猜想1是错误的，理由是氧气的化学性质

比较活泼

比较活泼

，易与食品发生缓慢氧化而变质；猜想4也是错误的，理由是

二氧化硫有刺激性气味、有毒，影响食品的质量，危害身体健康

二氧化硫有刺激性气味、有毒，影响食品的质量，危害身体健康

。
【查阅资料】①镁能与氧气在点燃条件下反应，生成物常温下不溶于水也不与水反应；
②镁也能与二氧化碳在点燃条件下反应，生成一种黑色单质和一种金属氧化物；
③镁还能在氮气中燃烧，反应生成氮化镁（Mg₃N₂）固体；
④氮化镁在常温下能与水反应生成能使无色酚酞溶液变红的物质。
请回答：镁与二氧化碳反应的文字或符号表达式为

镁+二氧化碳

点燃

碳+氧化镁或Mg+CO₂

点燃

MgO+C

镁+二氧化碳

点燃

碳+氧化镁或Mg+CO₂

点燃

MgO+C

，氮化镁（Mg₃N₂）的相对分子质量是

100

100

。
【进行实验】实验一：抽取包装袋内气体一瓶，向其中加入一定量的澄清石灰水，振荡，观察不到石灰水变浑浊的现象，小明据此推断只有猜想2成立。小红不同意此结论，理由是

二氧化碳的量较少，观察不到澄清的石灰水变浑浊

二氧化碳的量较少，观察不到澄清的石灰水变浑浊

，所以只能说明猜想

3

3

不成立。
实验二：另抽取包装袋内气体一瓶，将燃着的木条伸入瓶中。观察到木条立即熄灭，小组同学据此判断猜想

5

5

不成立，猜想2成立。
为进一步确认猜想2成立，小组同学进行了实验三：

实验操作	实验现象	结论
①另取一瓶包装袋内的气体，向其中伸入燃着的镁条，观察现象。 ②取少量反应后的固体，加入足量的蒸馏水中，并滴入酚酞溶液，观察现象。	镁条燃烧， 发出耀眼白光，得到红色溶液 发出耀眼白光，得到红色溶液	猜想2成立

【拓展延伸】明明同学将镁条打磨成光亮的银白色后，利用如图进行实验。将镁条点燃后迅速伸入盛有空气的集气瓶中，反应完全，冷却至室温后打开止水夹，发现进入集气瓶中的水体积约为其容积的70%，可能原因是

镁条与空气中的氮气发生了反应

镁条与空气中的氮气发生了反应

。该实验中底部铺一层细沙的作用是

防止高温生成物溅落，炸裂瓶底

防止高温生成物溅落，炸裂瓶底

。