11.氮化鎂是一種應用范圍非常廣泛的無機化合物,它可用于制備高硬度、高熱導、抗腐蝕、抗磨損和耐高溫的其它元素的氮化物,制備特殊的陶瓷材料等.某興趣小組用鎂與氮氣反應制備氮化鎂(Mg3N2),并用實驗方法測定氮化鎂的純度.
資料一:氮化鎂是淺黃色粉末,極易與水反應生成氫氧化鎂沉淀和氨氣;
資料二:(NH42SO4+2NaNO2$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2N2↑+Na2SO4+4H2O,該反應為放熱反應;
資料三:飽和硫酸亞鐵溶液能吸收部分氧氣;
資料四:在常溫下或溫度不高的條件下鎂幾乎與水不反應.
【制備氮化鎂】制備氮化鎂的裝備示意圖如圖1:

(1)D裝置的作用是吸收水蒸氣(干燥氮氣),G裝置的作用是防止空氣中的氧氣進入E裝;能否將C、D裝置對調否(填“能”或“否”);
(2)寫出E裝置中發(fā)生反應的化學方程式3Mg+N2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg3N2;
(3)進行實驗時先進行A處加熱而不是E處加熱,理由是排盡空氣;
【測定氮化鎂的含量】
(4)定性測定:
步驟一:取少量上述實驗中制備的氮化鎂樣品于試管中,加足量蒸餾水,試管底部有沉淀生成,試管口聞到有刺激性氣味的氣體生成;
步驟二:棄去上層清液,加入稀鹽酸,觀察到沉淀全溶且冒氣泡.
寫步驟二中產(chǎn)生氣泡的反應的化學方程式:Mg+2HCl═MgCl2+H2↑;
(5)定量測定:按如圖2裝置進行實驗.
①球形干燥管的作用是充分反應,防倒吸;
②取氮化鎂樣品20克進行實驗,I裝置增重3.4克,求該樣品中氮化鎂的質量分數(shù);(寫出計算過程)
③導致該樣品中氮化鎂含量測定結果偏低的可能原因是產(chǎn)生的氨氣未能全部被吸收.

分析 (1)裝置內含有氧氣、反應生成的氣體中可能含有氮的氧化物,裝置C除去氧氣(及氮氧化物)、D干燥氮氣,防止對E裝置反應的影響;C、D對調后無法除去水蒸氣;
(2)裝置E中氮氣與鎂反應生成二氮化三鎂;
(3)根據(jù)進行實驗時先進行A處加熱,為了排盡空氣解答;
(4)若Mg有剩余,將上述反應后的上清液去掉,加入鹽酸,有氣泡生成;
(5)根據(jù)球形干燥管的作用是充分反應,防倒吸解答;
根據(jù)I裝置增重3.4克為氨氣的質量,利用化學方程式分析解答;
根據(jù)致該樣品中氮化鎂含量測定結果偏低的可能原因是產(chǎn)生的氨氣未能全部被吸收解答.

解答 解:(1)濃硫酸具有吸水性,能夠吸收水蒸氣(干燥氮氣);G裝置的作用是防止空氣中的氧氣進入E裝置;D干燥氮氣,除去水蒸氣,防止對E裝置反應的影響;C、D對調后無法除去水蒸氣,故C、D不能對調,故填:吸收水蒸氣(干燥氮氣);防止空氣中的氧氣進入E裝置;否;
(2)裝置E中氮氣與鎂反應生成二氮化三鎂,反應方程式為:3Mg+N2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg3N2;故填:3Mg+N2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg3N2;
(3)進行實驗時先進行A加熱,理由是排盡空氣;故填:排盡空氣;
(4)棄去上清液,加入鹽酸,若觀察到有氣泡產(chǎn)生,則證明產(chǎn)物中含有未反應的鎂,反應的方程式:Mg+2HCl═MgCl2+H2↑;
故填:Mg+2HCl═MgCl2+H2↑;
(5)①球形干燥管的作用是充分反應,防倒吸;故填:充分反應,防倒吸;
②設樣品中氮化鎂的質量為x
Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2+2NH3
100                   34        
x                    3.4g        
$\frac{100}{34}=\frac{x}{3.4g}$
x=10g
該樣品中氮化鎂的質量分數(shù)=$\frac{10g}{20g}$×100%=50%
故填:50%;
③致該樣品中氮化鎂含量測定結果偏低的可能原因是產(chǎn)生的氨氣未能全部被吸收.
故填:產(chǎn)生的氨氣未能全部被吸收.

點評 本題以氮化鎂的制備為載體,考查學生對實驗裝置的理解、元素化合物的性質、實驗方案的設計等,是對學生綜合能力的考查,需要學生基本扎實的基礎與分析問題、解決問題的能力.

練習冊系列答案
相關習題

科目:初中化學 來源: 題型:選擇題

1.金屬鈉在空氣中極易被氧化,常溫下能與水劇烈反應生成氫氧化鈉和氫氣.化學興趣小組同學在老師指導下設計了下圖所示裝置進行實驗探究(支持裝置已略去).已知:該裝置氣密性良好;煤油不與金屬鈉反應;煤油密度比水小且不溶于水.
有關實驗操作及現(xiàn)象記錄如下:
步驟操 作現(xiàn) 象
先打開a,再打開分液漏斗活塞.待大試管A中充滿液體后,立即關閉a及分液漏斗活塞A中液體分層,油層在上.鈉熔成銀白色小球,在液體的界面處劇烈反應,產(chǎn)生大量氣泡;下層溶液呈紅色,并逐漸進入B中
打開b,待B中部分溶液進入C中時關閉b,并打開a排氣減壓C中溶液仍呈紅色
打開止水夾cD中溶液進入C中,產(chǎn)生氣泡,溶液變?yōu)闊o色
下列關于該實驗的說法:
①步驟Ⅰ、Ⅱ中紅色溶液呈堿性,步驟Ⅲ中無色溶液呈中性
②步驟Ⅲ中,C裝置內發(fā)生的化學反應有1個或2個
③本實驗證明了二氧化碳能與氫氧化鈉起反應
④裝置D中若改用氯化鈣溶液也能實現(xiàn)實驗探究的目的
⑤裝置B中與空氣相通的玻璃管的主要作用是維持內外氣壓平衡,使液體順利地進出
其中錯誤說法的個數(shù)是( 。
A.1B.2C.3D.4

查看答案和解析>>

科目:初中化學 來源: 題型:選擇題

2.下列實驗操作,先后順序正確的一項是(  )
A.檢查裝置氣密性時,先用雙手緊貼試管外壁,再將導管的一端浸入水中
B.使用H2O2溶液和MnO2制氧氣時,先將藥品裝入裝置,然后檢查裝置的氣密性
C.使用滴管時,先用手指捏緊橡膠乳頭,然后把滴管伸入試劑瓶中,放開手指,吸入液體試劑
D.實驗室制取、收集氧氣時,先將導氣管伸入盛滿水的集氣瓶,再給試管加熱

查看答案和解析>>

科目:初中化學 來源: 題型:解答題

19.某環(huán)保小組監(jiān)測到一濕法冶銅廠排放的廢水中含有硫酸和硫酸銅兩種污染物,為測定該廢水中各污染物的含量,給冶銅廠提供處理廢水的參考,環(huán)保小組的同學進行了以下實驗.取廢水200g,向其中加入溶質質量分數(shù)為20%的氫氧化鈉溶液.測得生成沉淀的質量與所加入的氫氧化鈉溶液的質量關系如下表:
加入的氫氧化鈉溶液的質量/g4080120160
生成沉淀的質量/g09.819.619.6
根據(jù)所得數(shù)據(jù)分析和計算:
(1)向200g該廢水中加入足量的氫氧化鈉溶液產(chǎn)生沉淀的質量為19.6g.
(2)200g該廢水中硫酸銅的溶質質量分數(shù).
(3)200g該廢水中硫酸的溶質質量為9.8g.
(4)另取同樣的200g該廢水,向其中加入17.1%的Ba(OH)2溶液.請你畫出加入Ba(OH)2溶液的質量與產(chǎn)生沉淀的質量的關系圖.(在答題卡的坐標中作圖,并標出曲線折點的坐標)

查看答案和解析>>

科目:初中化學 來源: 題型:選擇題

6.下圖所示的變化中,屬于化學變化的是( 。
A.分餾石油B.
凈化水
C.
蒸發(fā)食鹽水
D.
燃燒紅磷

查看答案和解析>>

科目:初中化學 來源: 題型:選擇題

16.用最簡單的方法證明鋅、銀、銅的活動性順序,至少需要選用下列物質中的( 。
①Zn②Ag③Cu④CuSO4溶液⑤稀H2SO4⑥AgNO3溶液.
A.①③⑥B.①②⑤C.③④⑥D.①②④

查看答案和解析>>

科目:初中化學 來源: 題型:選擇題

3.化學在生活中有廣泛的應用,下列說法錯誤的是( 。
A.活性炭可除去水中的異味但不能降低水的硬度
B.使用農(nóng)藥、化肥對人類有利也有弊
C.商家用甲醛溶液浸泡海產(chǎn)品保鮮對顧客有益
D.食用加鐵醬油、加碘食鹽等可補充人體健康必需的化學元素

查看答案和解析>>

科目:初中化學 來源: 題型:解答題

20.如圖1A是某三種元素在元素周期表中的相關信息,圖1B是空氣中含量最多的元素形成的一種粒子的結構示意圖.

(1)碳元素的相對原子質量為12.01.
(2)B圖中粒子的符號是N3-
(3)圖A中三種或兩種元素組成的有機物的化學式CH4或C2H5OH(任意寫一種)
(4)圖2是某種汽車尾氣在催化劑并加熱條件下處理裝置中發(fā)生化學反應的微觀示意圖,寫出該化學反應方程式4NH3+6NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$5N2+6H2O.

查看答案和解析>>

科目:初中化學 來源: 題型:選擇題

5.在常溫下,不適宜運用物理性質區(qū)別的物質組是( 。
A.高錳酸鉀晶體和氧化鋁粉末B.酒精和食醋
C.食鹽和面粉D.二氧化錳和木炭粉

查看答案和解析>>

同步練習冊答案