Question

12．為了探究鎂粉在NO₂中的燃燒產(chǎn)物，某化學(xué)興趣小組通過如圖裝置來驗(yàn)證產(chǎn)物中存在N₂（夾持裝置已略去，部分儀器可以重復(fù)使用）．

已知：①M(fèi)g₃N₂+6H₂0═3Mg（OH）₂+2NH₃↑；NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；
       2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O；
     ②醋酸溶液顯中性．
（1）儀器a的名稱是分液漏斗．
（2）裝置的連接順序?yàn)锳BCBED．
（3）裝置B中盛放的試劑為無水氯化鈣，裝置B的作用為在C的兩側(cè)防止水蒸氣進(jìn)入C中與產(chǎn)物 Mg₃N₂反應(yīng)．裝置E中氫氧化鈉溶液的作用是吸收未反應(yīng)完的NO₂及其可能混有的NO．
（4）確定產(chǎn)物中有N₂生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為裝置D中的水被壓入集氣瓶．
（5）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：
①鎂粉與NO₂反應(yīng)的產(chǎn)物中有Mg₃N₂存在：取C中少量反應(yīng)產(chǎn)物，加入到水中產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，該氣體可使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)．
②MgO能溶于銨鹽是因?yàn)镸gO與NH${\;}_{4}^{+}$直接反應(yīng)了，而不是MgO與NH${\;}_{4}^{+}$水解產(chǎn)生的氫離子反應(yīng)：將①中加水后的溶液加熱，趕走NH₃后，再加入過量的CH₃COONH₄溶液，固體溶解，說明MgO和Mg（OH）₂溶于銨鹽溶液是與NH₄⁺直接反應(yīng)，不是與NH₄⁺水解出來的H⁺反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)儀器形狀和作用分析，儀器a的名稱為分液漏斗；
（2）裝置A：銅和濃硝酸制取二氧化氮，裝置B：干燥二氧化氮，防止水蒸氣干擾實(shí)驗(yàn)，在加熱條件下將Mg和二氧化氮混合，然后再干燥氣體，裝置C：鎂條和二氧化氮反應(yīng)，裝置D：排水法收集N₂，裝置E：吸收二氧化氮，然后用排水法收集N₂；
（3）分析可知用裝置B干燥劑干燥，通入硬質(zhì)玻璃管C與鎂粉發(fā)生反應(yīng)，然后再干燥氣體，防止水蒸氣進(jìn)入裝置C和氮化鎂反應(yīng)；裝置E吸收二氧化氮及其可能生成的一氧化氮；
（4）氮?dú)獠蝗苡谒�，如果有氮�(dú)�，則能通過排水法收集到氣體；
（5）①氮化鎂和水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣，氨氣能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色；
②醋酸銨溶液呈中性，將①中加水后的溶液加熱，趕走NH₃后，再加入過量的CH₃COONH₄溶液，根據(jù)固體是否溶解分析判斷．

解答 解：（1）依據(jù)儀器形狀和作用分析，儀器a的名稱為分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（2）裝置A銅和濃硝酸制取二氧化氮，Mg能在NO₂中燃燒，產(chǎn)物為Mg₃N₂、Mg0和N₂，裝置A中Cu與濃硝酸反應(yīng)生成的氣體NO₂，用裝置B干燥劑干燥，通入硬質(zhì)玻璃管C與鎂粉發(fā)生反應(yīng)，然后再干燥氣體，用E裝置除去多余的NO₂，裝置D排水法收集N₂，故連接裝置的順序?yàn)椋篈BCBED，
故答案為：ABCBED；
（3）用裝置B干燥劑干燥，通入硬質(zhì)玻璃管C與鎂粉發(fā)生反應(yīng)，然后再干燥氣體，裝置B中的作用是在C的兩側(cè)防止水蒸氣進(jìn)入C中與產(chǎn)物Mg₃N₂反應(yīng)，所以B中干燥劑可以是無水氯化鈣，NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O，2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O；用E裝置除去多余的NO₂及其可能混有的NO，
故答案為：無水氯化鈣；在C的兩側(cè)防止水蒸氣進(jìn)入C中與產(chǎn)物 Mg₃N₂反應(yīng)；吸收未反應(yīng)完的NO₂及其可能混有的NO；
（4）氮?dú)獠蝗苡谒�，如果有氮�(dú)猓瑒t能通過排水法收集到氣體，所以確定產(chǎn)物中有N₂生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為D中試劑瓶中的水被氣體壓入燒杯中，
故答案為：D中試劑瓶中的水被氣體壓入集氣瓶中；
（5）①取C中少量反應(yīng)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?rùn)的紅色石蕊試紙變成藍(lán)色，證明產(chǎn)物中存在Mg₃N₂，
故答案為：取C中少量反應(yīng)產(chǎn)物，加入到水中產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，該氣體可使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)；
②NH₃•H₂O的電離常數(shù)與CH₃COOH電離常數(shù)相等，均為1.75×10^-5，所以醋酸銨溶液呈中性，將①中加水后的溶液加熱，趕走NH₃后，再加入過量的 CH₃COONH₄溶液，固體溶解，說明MgO和Mg（OH）₂溶于銨鹽溶液是與NH₄⁺直接反應(yīng)，不是與NH₄⁺水解出來的H⁺反應(yīng)，
故答案為：將①中加水后的溶液加熱，趕走NH₃后，再加入過量的 CH₃COONH₄溶液，固體溶解，說明 MgO 和 Mg（OH）₂溶于銨鹽溶液是與 NH₄⁺直接反應(yīng)，不是與NH₄⁺水解出來的H⁺反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究，理解實(shí)驗(yàn)原理、掌握實(shí)驗(yàn)基本操作和鎂及其化合物性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．