Question

10．研究金属镁与空气中氮气的反应，并检验生成的氮化镁（Mg₃N₂）的性质．
[资料在线]：
①金属镁与空气中的各主要成分（括号中的物质）都会反应，分别会生成下列物质：
MgO （O₂或CO₂） 　Mg（OH）₂　（H₂O） 　Mg₃N₂　（N₂）
②Mg₃N₂的化学性质：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑
实验一：除去空气中的O₂、CO₂、H₂O，得到的N₂用于制取氮化镁．

（1）足量的红磷燃烧后冷却（如17-图1），打开止水夹水倒流，水约占集气瓶空间容积的$\frac{1}{5}$．
（2）将 （1）得到的气体依次通过d→e→c→b两洗气瓶（如17-图2），将得到较纯的氮气．
（3）若 （1）实验中改为燃烧足量的蜡烛，锥形瓶中的水改为氢氧化钠溶液．冷却后，打开止水夹后，要确保液体的倒流并达到 （1）的现象，需进行的引发操作是A（填一选项）．
A．从a中鼓入少量空气  　B．打开集气瓶瓶塞   　C．打开锥形瓶瓶塞
实验二：若直接在空气中点燃镁粉，有淡黄色的固体物质Mg₃N₂生成．
（4）写出生成氮化镁的化学方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂，该反应的基本类型是化合反应．
（5）请你设计实验方案，验证生成的固体中有Mg₃N₂存在：将生成的固体溶于水，产生有刺激性气味的气体并能使湿润红色石蕊试纸变蓝．

Answer 1

分析 （1）根据氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$解答；
（2）根据需要先除二氧化碳，再除水分解答；
（3）根据蜡烛燃烧生成二氧化碳，氢氧化钠溶液可与二氧化碳反应解答；
（4）根据反应原理写出反应的化学方程式解答；
（5）根据氮化镁和水反应生成氢氧化镁和氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色解答．

解答 解：（1）足量的红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷，冷却后，打开止水夹水倒流，水约占集气瓶空间容积的$\frac{1}{5}$；
（2）氢氧化钠溶液可以除去空气中的CO₂；浓硫酸具有吸水性，可以除去空气中的水蒸气；除杂时都是长进短出，导管口之间的连接顺序是：d→e→c；
（3）蜡烛燃烧生成二氧化碳，氢氧化钠溶液可与二氧化碳反应，瓶内气压减小，冷却后，打开止水夹后，要确保液体的倒流并达到 （1）的现象，需进行的引发操作是从a中鼓入少量空气；
（4）镁条与氮气反应的化学方程式为：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；属于化合反应；
（5）取少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，证明产物中存在Mg₃N₂．
答案：
（1）$\frac{1}{5}$；
（2）d→e→c；
（3）A；
（4）3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；化合反应；                                             
（5）将生成的固体溶于水，产生有刺激性气味的气体并能使湿润红色石蕊试纸变蓝．

点评 本题考查了物质性质的实验探究，理解实验原理、掌握实验基本操作和镁及其化合物性质是解题关键，题目难度中等．