Question

10．研究金屬鎂與空氣中氮氣的反應，并檢驗生成的氮化鎂（Mg₃N₂）的性質．
[資料在線]：
①金屬鎂與空氣中的各主要成分（括號中的物質）都會反應，分別會生成下列物質：
MgO （O₂或CO₂） 　Mg（OH）₂　（H₂O） 　Mg₃N₂�。∟₂）
②Mg₃N₂的化學性質：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑
實驗一：除去空氣中的O₂、CO₂、H₂O，得到的N₂用于制取氮化鎂．

（1）足量的紅磷燃燒后冷卻（如17-圖1），打開止水夾水倒流，水約占集氣瓶空間容積的$\frac{1}{5}$．
（2）將 （1）得到的氣體依次通過d→e→c→b兩洗氣瓶（如17-圖2），將得到較純的氮氣．
（3）若 （1）實驗中改為燃燒足量的蠟燭，錐形瓶中的水改為氫氧化鈉溶液．冷卻后，打開止水夾后，要確保液體的倒流并達到 （1）的現(xiàn)象，需進行的引發(fā)操作是A（填一選項）．
A．從a中鼓入少量空氣  　B．打開集氣瓶瓶塞   　C．打開錐形瓶瓶塞
實驗二：若直接在空氣中點燃鎂粉，有淡黃色的固體物質Mg₃N₂生成．
（4）寫出生成氮化鎂的化學方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂，該反應的基本類型是化合反應．
（5）請你設計實驗方案，驗證生成的固體中有Mg₃N₂存在：將生成的固體溶于水，產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體并能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$解答；
（2）根據(jù)需要先除二氧化碳，再除水分解答；
（3）根據(jù)蠟燭燃燒生成二氧化碳，氫氧化鈉溶液可與二氧化碳反應解答；
（4）根據(jù)反應原理寫出反應的化學方程式解答；
（5）根據(jù)氮化鎂和水反應生成氫氧化鎂和氨氣，氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色解答．

解答 解：（1）足量的紅磷燃燒消耗氧氣，生成五氧化二磷，冷卻后，打開止水夾水倒流，水約占集氣瓶空間容積的$\frac{1}{5}$；
（2）氫氧化鈉溶液可以除去空氣中的CO₂；濃硫酸具有吸水性，可以除去空氣中的水蒸氣；除雜時都是長進短出，導管口之間的連接順序是：d→e→c；
（3）蠟燭燃燒生成二氧化碳，氫氧化鈉溶液可與二氧化碳反應，瓶內氣壓減小，冷卻后，打開止水夾后，要確保液體的倒流并達到 （1）的現(xiàn)象，需進行的引發(fā)操作是從a中鼓入少量空氣；
（4）鎂條與氮氣反應的化學方程式為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；屬于化合反應；
（5）取少量反應后的固體產(chǎn)物，加入到水中產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變成藍色，證明產(chǎn)物中存在Mg₃N₂．
答案：
（1）$\frac{1}{5}$；
（2）d→e→c；
（3）A；
（4）3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；化合反應；                                             
（5）將生成的固體溶于水，產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體并能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍．

點評 本題考查了物質性質的實驗探究，理解實驗原理、掌握實驗基本操作和鎂及其化合物性質是解題關鍵，題目難度中等．