Question

（2008?海南）現(xiàn)擬在實(shí)驗(yàn)室里利用空氣和鎂粉為原料制取少量氮化鎂（Mg₃N₂）．已知實(shí)驗(yàn)中可能會發(fā)生下列反應(yīng)：
①2Mg+O₂

△   .

2MgO；②3Mg+N₂

△   .

Mg₃N₂；③2Mg+CO₂

△   .

2MgO+C
④Mg+H₂O 

△   .

MgO+H₂↑  ⑤Mg₃N₂+6H₂O 

△   .

3Mg（OH）₂+2NH₃↑
可供選擇的裝置和藥品如下圖所示（鎂粉、還原鐵粉均已干燥，裝置內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)是完全的，整套裝置的末端與干燥管相連）．

回答下列問題；
（1）在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時，除裝置A、E外，還應(yīng)選擇的裝置（填字母代號）及其目的分別

B 目的是除氣流中的水蒸汽，避免反應(yīng)④發(fā)生；D 目的是除去空氣中的CO₂，避免反應(yīng)③發(fā)生；F 目的是除去空氣中的氧氣，避免反應(yīng)①發(fā)生

；
（2）連接并檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性．實(shí)驗(yàn)開始時，打開自來水的開關(guān)，將空氣從5升的儲氣瓶壓入反應(yīng)裝置，則氣流流經(jīng)導(dǎo)管的順序是（填字母代號）

j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b （或b→a）

；
（3）通氣后，如果同時點(diǎn)燃A、F裝置的酒精燈，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？

制得的氮化鎂將不純

，原因是

因?yàn)锳裝置沒有排完空氣前就加熱會讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)

；
（4）請?jiān)O(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)物是氮化鎂：

將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則說明產(chǎn)物是氮化鎂

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題中信息可知Mg在空氣中點(diǎn)燃可以和O₂、CO₂、H₂O反應(yīng)，所以鎂和氮?dú)夥磻?yīng)必須將空氣中的O₂、CO₂、H₂O除去制得干燥純凈的N₂，濃硫酸作用是除去水蒸氣，濃氫氧化鈉是除去空氣中二氧化碳，灼熱的銅粉為了除去空氣中氧氣．
（2）根據(jù)先除雜后干燥的原理及固體加熱試管必須干燥的原理可將裝置進(jìn)行排序．氣體參與的物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)中裝置的連接一般順序是：制備氣體→除雜→干燥→制備→尾氣處理；
（3）因?yàn)锳裝置沒有排完空氣前就加熱會讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)，如果裝置F中的還原鐵粉沒有達(dá)到反應(yīng)溫度時，氧氣不能除盡，導(dǎo)致氧同鎂反應(yīng)，而使氮化鎂中混入氧化鎂；
（4）取適量產(chǎn)物放入試管中，滴加蒸餾水，將潤濕的紅色石蕊試紙靠近試管口，如果試管中的溶液出現(xiàn)渾濁，紅色石蕊試紙變藍(lán)，則可以證明有氮化鎂生成；

解答：解：（1）根據(jù)題中信息可知Mg在空氣中點(diǎn)燃可以和O₂、CO₂、H₂O反應(yīng)，所以鎂和氮?dú)夥磻?yīng)必須將空氣中的O₂、CO₂、H₂O除去制得干燥純凈的N₂，濃硫酸作用是除去水蒸氣，濃氫氧化鈉是除去空氣中二氧化碳，灼熱的銅粉為了除去空氣中氧氣；
故答案為：B 目的是除氣流中的水蒸汽，避免反應(yīng)④發(fā)生；D 目的是除去空氣中的CO₂，避免反應(yīng)③發(fā)生；F 目的是除去空氣中的氧氣，避免反應(yīng)①發(fā)生；
（2）氣體參與的物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)中裝置的連接一般順序是：制備氣體→除雜→干燥→制備→尾氣處理；所以除去空氣中的O₂、CO₂、H₂O制備氮化鎂，裝置連接順序是，j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b （或b→a）；
故答案為：j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b （或b→a）；
（3）因?yàn)锳裝置沒有排完空氣前就加熱會讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)，如果裝置F中的還原鐵粉沒有達(dá)到反應(yīng)溫度時，氧氣不能除盡，導(dǎo)致氧同鎂反應(yīng)，而使氮化鎂中混入氧化鎂；
故答案為：制得的氮化鎂將不純，因?yàn)锳裝置沒有排完空氣前就加熱會讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)；
（4）依據(jù)氮化鎂和水反應(yīng)生成氨氣，方程式為 Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑，將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則說明產(chǎn)物是氮化鎂；
故答案為：將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則說明產(chǎn)物是氮化鎂；

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室制備原理和裝置選擇，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．