Question

【題目】現(xiàn)擬在實驗室里利用空氣和鎂粉為原料制取少量氮化鎂（Mg3N2)。已知實驗中可能會發(fā)生下列反應(yīng)：①2Mg+O22MgO；②3Mg+N2Mg3N2；③2Mg+CO22MgO+C；④Mg+H2OMgO+H2↑；⑤Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑

可供選擇的裝置和藥品如圖所示（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)計實驗方案時，除裝置A、E外，還應(yīng)選擇的裝置（填字母代號）及其目的分別是_____；

（2）連接并檢查實驗裝置的氣密性。實驗開始時，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）___；

（3）通氣后，如果同時點燃A、F裝置的酒精燈，對實驗結(jié)果有何影響？____，原因是____；

（4）請設(shè)計一個實驗，驗證產(chǎn)物是氮化鎂：___。

Answer 1

【答案】B、目的是除氣流中的水蒸汽，避免反應(yīng)④發(fā)生；D、目的是除空氣中的CO2，避免反應(yīng)③發(fā)生；F、目的是除空氣中的氧氣，避免反應(yīng)①發(fā)生； j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b（或b→a） 使氮化鎂不純 如果裝置F中的還原鐵粉沒有達到反應(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 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，則可以證明有氮化鎂生成

【解析】

(1)根據(jù)題中信息可知Mg在空氣中點燃可以和O2、CO2、H2O反應(yīng)，所以鎂和氮氣反應(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)制備實驗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)因為A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；如果裝置F中的還原鐵粉沒有達到反應(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)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，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，則說明產(chǎn)物是氮化鎂；