镁与二氧化碳的反应原理
镁与二氧化碳的反应是一个经典的金属置换反应，其化学方程式为：2Mg + CO₂ → 2MgO + C。在这个反应中，镁作为活泼金属，表现出强烈的还原性，能够从二氧化碳中夺取氧原子，生成氧化镁，同时将二氧化碳还原为单质碳。这一过程会释放出大量的光和热，发出耀眼的白光，并伴随有黑色碳颗粒的生成。因此，镁条在二氧化碳中不仅不会熄灭，反而能剧烈燃烧，这与我们通常认为的“二氧化碳能灭火”的常识相悖，是一个重要的特例。
反应的实验现象与应用
进行该实验时，将点燃的镁条放入充满二氧化碳的集气瓶中，可以观察到镁条继续剧烈燃烧，发出耀眼的白光，并伴有白烟（氧化镁颗粒）和瓶壁附着黑色固体（碳单质）。这个反应生动地展示了镁的强还原性。在应用层面，这一特性也带来了挑战：由于镁能在二氧化碳中燃烧，因此常规的二氧化碳灭火器不能用于扑灭镁等活泼金属引起的火灾，否则会加剧火势。扑灭此类火灾通常需要使用干燥的沙土或专用的D类金属灭火剂。
反应的意义与启示
镁与二氧化碳的反应不仅是一个重要的化学教学案例，更深刻地揭示了燃烧的本质——一种剧烈的氧化还原反应，其关键在于氧化剂的存在。二氧化碳通常不支持大多数物质的燃烧，是因为其本身化学性质稳定。但对于镁这样还原性极强的金属，二氧化碳反而成为了提供氧元素的氧化剂。这个反应提醒我们，物质的化学性质具有相对性，安全知识需要具体问题具体分析。同时，该反应也是研究高温下金属还原行为以及碳材料制备的一个有趣模型。