Question

7．現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：
①2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO；②3Mg+N₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；③2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C；④Mg+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂↑； ⑤Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（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，裝置內所發(fā)生的反應是完全的，整套裝置的末端與干燥管相連）．

回答下列問題：
（1）在設計實驗方案時，除裝置A、D、E外，還應選擇的裝置有BF（填字母代號），選擇裝置D目的為D的目的是除去空氣中的CO₂，避免反應③發(fā)生；
（2）通氣后，應先點燃F處的酒精燈；如果同時點燃A、F裝置的酒精燈，將會使實驗結果偏低（填“偏高”或“偏低”）原因如果裝置F中的還原鐵粉沒有達到反應溫度時，氧氣不能除盡，導致氧同鎂反應，而使氮化鎂中混入氧化鎂
（3）請設計一個實驗，驗證產物是Mg₃N₂，寫出操作步驟、現象和結論：取適量產物放入試管中，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渾濁，紅色石蕊試紙變藍，則可以證明有氮化鎂生成．．

Answer 1

分析 （1）根據題中信息可知Mg在空氣中點燃可以和O₂、CO₂、H₂O反應，所以鎂和氮氣反應必須將空氣中的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，還原鐵粉是為了除去空氣中氧氣；
（2）通氣后，先排除空氣中的雜質，所以應該先點燃F；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，如果裝置F中的還原鐵粉沒有達到反應溫度時，氧氣不能除盡，導致氧同鎂反應，而使氮化鎂中混入氧化鎂；
（3）取適量產物放入試管中，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渾濁，紅色石蕊試紙變藍，則可以證明有氮化鎂生成．

解答 解：（1）根據題中信息可知Mg在空氣中點燃可以和O₂、CO₂、H₂O反應，所以鎂和氮氣反應必須將空氣中的O₂、CO₂、H₂O除去制得干燥純凈的N₂，濃硫酸B的作用是除去水蒸氣，濃氫氧化鈉D是除去空氣中二氧化碳，還原鐵粉F是為了除去空氣中氧氣，故除了裝置A、D、E外，還應選擇的裝置有BF；D 目的是除去空氣中的CO₂，避免反應③發(fā)生．
故答案為：BF；D的目的是除去空氣中的CO₂，避免反應③發(fā)生；
（2）通氣后，先排除空氣中的雜質，所以應該先點燃F；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，如果裝置F中的還原鐵粉沒有達到反應溫度時，氧氣不能除盡，導致氧同鎂反應，而使氮化鎂中混入氧化鎂，則會使得Mg₃N₂的產量偏低．
故答案為：F；偏低；如果裝置F中的還原鐵粉沒有達到反應溫度時，氧氣不能除盡，導致氧同鎂反應，而使氮化鎂中混入氧化鎂；
（3）依據氮化鎂和水反應生成氨氣，方程式為 Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑，將產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，則說明產物是氮化鎂．
故答案為：取適量產物放入試管中，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渾濁，紅色石蕊試紙變藍，則可以證明有氮化鎂生成．

點評 本題考查了物質實驗室制備原理和裝置選擇，實驗步驟的設計分析判斷，物質性質的應用是解題關鍵，題目難度中等．