Question

18．镁在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁（Mg₃N₂），氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气．
（1）写出镁在氮气中燃烧生成氮化镁的化学方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；氮化镁与水反应的化学方程式Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
（2）12克镁在空气中完全燃烧生成固体的最大值为20g、最小值为16.67g．
（3）某学生对该混合物中氮化镁的质量分数进行测定，设计如下实验装置

【查阅资料】
ⅰ．碱石灰是固体氧化钙和氢氧化钠的混合物，常作干燥剂，不与NH₃ 反应．
ⅱ.2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄
ⅲ．NH₃ 是一种极易溶于水的气体．
【实验步骤】检查装置的气密性→精确称量镁在空气中燃烧后的固体5.00g 放入锥形瓶中→称量装置C→连接好装置→关闭活塞K→打开A 中分液漏斗活塞逐滴加入水，至样品恰好完全反应→打开活塞K→鼓入空气→再次称量装置C，装置C 增重0.34g．
请回答：
①装置B的作用是吸收水蒸气；
②装置D的作用是防止空气中的水蒸气进入C装置中；
③实验步骤④中鼓入空气的目的是使生成的氨气完全被浓硫酸吸收；
④固体混合物中Mg₃N₂ 的质量分数为20%；
⑤实验证明此方法测定的结果偏低，可能原因是部分氨气溶于水中（写一条即可）

Answer 1

分析 根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
根据提供的数据可以进行相关方面的计算；
碱石灰能够吸收水蒸气和二氧化碳．

解答 解：（1）镁在氮气中燃烧生成氮化镁的化学方程式为：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；氮化镁与水反应的化学方程式为：Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
（2）设12g镁和氧气反应生成的氧化镁的质量为x，12g镁和氮气反应生成氮化镁的质量为y，
2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO，
48          80   
 12g          x
$\frac{48}{12g}=\frac{80}{x}$
x=20g
3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂，
  72          100
  12g           y
$\frac{72}{12g}=\frac{100}{y}$
y≈16.67
（3）
①装置B的作用是吸收水蒸气；
②装置D的作用是防止空气中的水蒸气进入C装置中；
③实验步骤④中鼓入空气的目的是使生成的氨气完全被浓硫酸吸收；
④设氮化镁的质量为z，
装置C增重0.34g，说明生成了0.34g氨气，
Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑，
 100                   34
  z                   0.34g
$\frac{100}{z}=\frac{34}{0.34g}$
z=1g，
固体混合物中Mg₃N₂的质量分数为：$\frac{1g}{5g}$100%=20%；
⑤实验证明此方法测定的结果偏低，可能原因是部分氨气溶于水中．
答案：
（1）3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂↓+2NH₃↑；
（2）20； 16.67；
（3）①吸收水蒸气； ②防止空气中的水蒸气进入C装置中； ③使生成的氨气完全被浓硫酸吸收；④20%； ⑤部分氨气溶于水中．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．