Question

（2013?烟台模拟）某课外活动小组根据Mg与CO₂的反应原理，探究Mg与NO₂的反应及固体产物．该小组通过实验确认Mg能在NO₂中燃烧，并对固体产物提出三种假设：
I．固体产物为MgO；Ⅱ．固体产物为Mg₃N₂；III．固体．产物为

固体为MgO和Mg₃N₂

．
已知：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+H₂O；Mg₃N₂与水发生剧烈反应．
回答下列问题：
（1）利用下列仪器组装探究实验装置，按气流方向，正确的连接顺序是（每种仪器只用一次）：
a接

d或e

，

e或d

接

b或c

，

c或b

接

g

．

（2）装置组装好后，检验气密性的方法是

对圆底烧瓶微热，若插入氢氧化钠溶液的导气管口处冒气泡，停止加热，该导气管中形成一段稳定水柱，表示气密性完好

．
（3）装置A中发生反应的离子方程式为

Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O

．
（4）装置C中盛装的干燥剂可以是（填序号）

②④

．
①浓硫酸  ②无水CaCl₂  ③碱石灰  ④五氧化二瞵
（5）实验开始时，先让A中反应进行一段时间，待B中充满红棕色气体后，再点燃B处酒精灯．这样做的目的是

排净装置中的空气，防止空气干扰实验

．
（6）实验前镁粉的质量为12.00g，镁粉完全反应后得到的同一固体残留物称量了三次，所得数据分别是17.00g、18.02g、17.98go以上数据能否

不能

（填“能”或“不能”）用托盘天平获得．通过计算判断以上假设

Ⅲ

是成立的．
（7）为了使测定结果更加准确，还需对组装好的装置进行的改进是

在装置B和D之间连接一干燥装置

．

Answer 1

分析：依据假设的可能分析判断，I．固体产物为MgO；Ⅱ．固体产物为Mg₃N₂；III．固体产物为MgO和Mg₃N₂；
（1）装置分析可知，浓硝酸和铜反应生成二氧化氮气体中含有水蒸气，按照气体流向应是先通过干燥剂吸收水蒸气，干燥的二氧化氮气体通过炽热的B装置，镁和二氧化氮反应，氮的氧化物是污染气体不能排放到空气中，需要通入氢氧化钠溶液吸收；
（2）依据连接装置中的气体压强和液面变化分析判断装置气密性；
（3）铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，依据反应化学方程式书写离子方程式；
（4）装置C中盛装的干燥剂不能和二氧化氮气体反应；
（5）装置中充满二氧化氮气体，排除空气防止干扰实验；
（6）托盘天平的精确度是0.1g；依据质量增加计算分析判断错误产物的成分；
（7）为防止生成的水蒸气影响二氧化氮质量的测定，需要在BD间加干燥装置．

解答：解：依据假设的可能分析判断，I．固体产物为MgO；Ⅱ．固体产物为Mg₃N₂；III．固体产物为MgO和Mg₃N₂，故答案为：MgO和Mg₃N₂；
（1）装置分析可知，浓硝酸和铜反应生成二氧化氮气体中含有水蒸气，按照气体流向应是先通过干燥剂吸收水蒸气，干燥的二氧化氮气体通过炽热的B装置，镁和二氧化氮反应，氮的氧化物是污染气体不能排放到空气中，需要通入氢氧化钠溶液吸收导气管长进短处；装置连接顺序是a接d或e，e或d接b或c，c或b，g；
故答案为：d或e；e或d接b或c；c或b；g；
（2）连接装置中的气体压强和液面变化分析判断装置气密性，装置组装好后，检验气密性的方法是，对圆底烧瓶微热，若插入氢氧化钠溶液的导气管口处冒气泡，停止加热，该导气管中形成一段稳定水柱，表示气密性完好；
故答案为：对圆底烧瓶微热，若插入氢氧化钠溶液的导气管口处冒气泡，停止加热，该导气管中形成一段稳定水柱，表示气密性完好；
（3）铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的离子方程式为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（4）装置C是干燥二氧化氮气体除去水蒸气的作用，装置C中盛装的干燥剂不能和二氧化氮气体反应，是固体干燥剂；
①浓硫酸不是固体干燥剂故①不符合；
②无水CaCl₂ 是中性干燥剂不和二氧化氮气体反应，故②符合；
③碱石灰能吸收二氧化氮气体，故③不符合；
④五氧化二磷是固体酸性干燥剂，不和二氧化氮气体反应，可以干燥二氧化氮气体，故④符合；
故选：②④；
（5）实验开始时，先让A中反应进行一段时间，待B中充满红棕色气体后，再点燃B处酒精灯，目的是排净装置中的空气，防止空气干扰实验；
故答案为：排净装置中的空气，防止空气干扰实验；
（6）托盘天平的精确度是0.1g，镁粉完全反应后得到的同一固体残留物称量了三次，所得数据分别是17.00g、18.02g、17.98g，所以托盘天平不能称量得到，实验前镁粉的质量为12.00g，镁粉完全反应后得到的同一固体残留物称量了三次，所得数据分别是17.00g、18.02g、17.98g，平均质量=

17.00+18.02+17.98

3

=17.67g；质量增重17.67g-12.00g=5.67g，Mg～MgO～O，12g镁物质的量为0.5mol，增重8g，Mg～

1

3

Mg₃N₂ ～

2

3

N，12g镁物质的量为0.5mol，增重8g增重4.67g，而实验称量得到的固体增重
4.67g＜5.67g＜8g，所以生成的固体为MgO和Mg₃N₂的混合物，假设Ⅲ正确；
故答案为：不能；Ⅲ；
（7）为了使测定结果更加准确，还需对组装好的装置进行的改进是为防止生成的水蒸气影响二氧化氮质量的测定，需要在BD间加干燥装置；
故答案为：在装置B和D之间连接一干燥装置．

点评：本题考查了物质性质的实验探究和实验设计，实验基本操作的熟练掌握和准确应用，成分的计算判断和实验测定的装置选择是解题关键，题目难度中等．