Question

【题目】氮化镁是一种浅黄色粉末，易水解生成氢氧化镁和氨气，常用于制备其它超硬、高导热、耐高温的氮化物。实验室用以下装置制取干燥、纯净的N2并与金属镁反应制取氮化镁。

已知：Mg + 2NH3 Mg(NH2) 2+ H2

回答下列问题：

（1）装置A的分液漏斗中盛装的试剂是________；B、F中盛装碱石灰的仪器名称是_______。

（2）连接好装置进行实验前经检查装置的气密性良好。其他实验步骤如下：

①装药品 ②点燃C处酒精灯 ③点燃E处酒精灯 ④打开A中分液漏斗

正确的先后顺序为_________________（填序号）。

（3）与分液漏斗相连通的橡胶管的作用是_________________________________。

（4）C中反应的化学方程式是_____________________________________________。

（5）D装置的作用是_______________________________________________。

（6）若24.0g镁放入E装置中，实验结束后称得E增加了7.0g，则氮化镁的产率是_________。

（7）设计简单实验证明E中得到的固体中含有氮化镁________________________________

Answer 1

【答案】浓氨水干燥管①④②③平衡分液漏斗内外压强，便于液体顺利流下3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O吸收氨气并干燥氮气75.0%取所得固体放入试管中，滴入少量蒸馏水，用镊子夹取一块湿润的红色石蕊试纸接近试管口，试纸变蓝色，证明含有氮化镁

【解析】

（1）装置A是用生石灰和浓氨水制备NH3的装置；由图中仪器结构可知，B、F中盛装碱石灰的仪器是干燥管；
（2）装置内含有空气，对E装置反应会有影响，所以要先点燃C处酒精灯，利用产生的N2排除装置中的空气后，再点燃E处酒精灯；

（3）橡皮管起气压平衡管的作用，使漏斗里面的气压与烧瓶的始终相等；
（4）C中反应为氨气和氧化铜在加热条件下生成氮气的反应，根据产物写出化学方程式；
（5）E中镁和氮气反应，NH3和水蒸气会干扰实验，用装置D除去；
（6）根据镁的质量计算氮化镁的理论产量，根据E增加的质量，即实际参加反应的氮气质量计算氮化镁的实际产量，氮化镁的产率=实际产量/理论产量×100%；
（7）根据氮化镁水解生成氢氧化镁沉淀与氨气，氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，据此设计证明有氮化镁生成。

（1）装置A是用生石灰和浓氨水制备NH3的装置，所以装置A的分液漏斗中盛装的试剂是浓氨水；由图中仪器结构可知，B、F中盛装碱石灰的仪器是干燥管；

因此，本题正确答案为：浓氨水；干燥管；
（2）根据实验装置和制备原理，装置内含有空气，对E装置反应会有影响，所以要先点燃C处酒精灯，利用产生的N2排除装置中的空气后，再点燃E处酒精灯，故正确的先后顺序为①④②③；

因此，本题正确答案为：①④②③；

（3）橡皮管起气压平衡管的作用，使漏斗里面的气压与烧瓶的始终相等，便于液体顺利流下；

因此，本题正确答案为：平衡分液漏斗内外压强，便于液体顺利流下；
（4）C中反应为氨气和氧化铜在加热条件下生成氮气的反应，该反应为氧化还原反应，CuO被NH3还原为Cu，化学方程式为3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O；

因此，本题正确答案为：3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O；
（5）根据E中镁和氮气反应制取氮化镁，NH3和水蒸气会干扰实验，要用装置D除去，故D装置的作用是吸收氨气并干燥氮气；

因此，本题正确答案为：吸收氨气并干燥氮气；
（6）24.0g镁的物质的量为1mol，由方程式3Mg+N2Mg3N2可知，1mol Mg和足量的N2反应理论上能够生成mol Mg3N2；E增加了7.0g，是参加反应的N2质量，则参加反应的N2物质的量为=0.25mol，则实际制得0.25mol Mg3N2，

所以氮化镁的产率=×100%=75.0%；

因此，本题正确答案为：75.0%；
（7）由于氮化镁与水反应后能放出氨气，可以通过检测氨气的生成来测定是否有氮化镁。方法为：取所得固体放入试管中，滴入少量蒸馏水，用镊子夹取一块湿润的红色石蕊试纸接近试管口，试纸变蓝色，证明含有氮化镁，

因此，本题正确答案为：取所得固体放入试管中，滴入少量蒸馏水，用镊子夹取一块湿润的红色石蕊试纸接近试管口，试纸变蓝色，证明含有氮化镁。