Question

镁在高温下与O₂、N₂或CO₂均可以发生反应，试解决下列问题．
（1）工业通常采用电解熔融氯化镁冶炼金属镁，不以氧化镁为原料的理由是

 

．
（2）将燃着的镁条伸入盛满CO₂的集气瓶中，镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，瓶内壁上有黑色物质生成，化学方程式为

 

．
（3）由金红石（TiO₂）制取单质钛（Ti），涉及到的反应步骤为

金属镁的作用为

 

，在Ar气氛中的进行的理由是

 

．
（4）现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁（Mg₃N₂）．已知：
Mg+H₂

△   .

MgO+H₂↑      Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑
可供选择的装置和药品如图所示．

①导管口间的连接次序是：a→

 

→

 

→

 

→h
②通气后，应先点燃

 

（填“B”或“C”）装置的酒精灯，装置A的作用是

 

，装置E的作用是

 

．
③请设计一个简单的小实验验证产物是氮化镁

 

．

Answer 1

考点：镁的化学性质,制备实验方案的设计

专题：实验题,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）MgO熔点很高，能耗太大，不经济；
（2）镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳；
（3）四氯化钛中钛元素化合价为+4价与镁反应后化合价为0价，被还原，发生还原反应，需要加还原剂；空气中的O₂（CO₂或N₂）都能够与金属镁反应，为防止发生反应，可以氩气作保护气；
（4）①空气中含有二氧化碳和氧气，分别通过A除去二氧化碳，通过D除去水蒸气，通过C除去氧气，在B中氮气和镁反应生成氮化镁，注意防止空气中防止空气中的水蒸气进入与Mg₃N₂反应，所以B后面接E；
②通气后，先排除空气中的杂质，所以应该先点燃C；通过A除去二氧化碳；空气中的水蒸气与Mg₃N₂反应；
③氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气，检验氨气的存在即可证明有氮化镁．

解答： 解：（1）MgO熔点很高，用电解熔融氯化镁冶炼金属镁，能耗太大，不经济，
故答案为：MgO熔点很高，能耗太大；
（2）镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳反应的化学方程式为：2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C，
故答案为：2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C；
（3）四氯化钛中钛元素化合价为+4价降低为0价被还原，发生还原反应，需要加入镁作还原剂，空气中的O₂（CO₂或N₂）都能够与金属镁反应，为防止发生反应，可以氩气作保护气；
故答案为：作还原剂；氩气作保护气，防止高温下Mg（或Ti）在空气中的O₂（CO₂或N₂）作用
（4）①分别通过A除去二氧化碳，通过D除去水蒸气，通过C除去氧气，在B中氮气和镁反应生成氮化镁，注意防止空气中防止空气中的水蒸气进入与Mg₃N₂反应，所以B后面接E；所以正确的连接顺序为：①a→（ g ）（ f ）→（ d ）（ e ）→（ b ）（ c ）→h；
故答案为：a→（ g ）（ f ）→（ d ）（ e ）→（ b ）（ c ）→h；
②通气后，先排除空气中的杂质，所以应该先点燃C；通过A除去二氧化碳；空气中的水蒸气与Mg₃N₂反应；
故答案为：C； 除去空气中的CO₂； 防止空气中的水蒸气进入与Mg₃N₂反应；
③氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气，检验氨气的存在即可证明有氮化镁，
故答案为：取少量产物置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁．

点评：本题为综合题，主要考查了金属镁的性质，题目难度中等，氮化镁制备的实验分析是难点，注意把握反应的实质和各个仪器的用途是解题的关键．