Question

【题目】已知: Mg能在NO2中燃烧，可能产物为Mg3N2、MgO和N2。Mg3N2容易与水反应。

(1) 某实验探究小组探究Mg与NO2反应的固体产物成分，对固体产物提出三种假设:

I.假设为: 固体产物为MgO；II.假设为:________；III.假设为: ________。

(2) 该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO2中燃烧反应产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使用

①实验装置连接的顺序为____________(填字母序号)；

②装置B中盛装的试剂可以是_______ (填字母)

a.浓硫酸 b.碱石灰 c.无水CaCl2 d.五氧化二磷

③确定产物中有N2生成的实验现象为_____________________。

(3)设计实验证明: 产物中存在Mg3N2: ____________________。

(4)己知装置C中初始加入Mg粉质量为13.2g,在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0g,产生N2的体积为1120mL(标准状况)。写出玻璃管中发生反应的化学方程式:_________________。

Answer 1

【答案】 Ⅱ.固体产物为Mg3N2 Ⅲ.固体产物为MgO和Mg3N ABCBED c d D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中 取 C 中少量反应产物，加入到水中产生刺激性气味的气体（1分），该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝 11Mg+4NO2Mg3N2+ 8MgO+N2

【解析】（1）根据已知的Mg在NO2中燃烧产物的可能性分析判断：I．固体产物为MgO；Ⅱ．固体产物为Mg3N2；III．固体产物为MgO和Mg3N2。

（2）①A中铜与浓硝酸反应产生二氧化氮，用B中干燥剂干燥后，通入硬质玻璃管C中与镁粉反应，用NaOH溶液除去多余的二氧化氮，最后用排水法收集氮气，为确保C中无水蒸气，在C和E之间也应连接吸水干燥装置，故装置的连接顺序为ABCBED；②二氧化氮不能使用碱性干燥剂来干燥，U形管装的是固体干燥剂，故盛放的干燥剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷等，选cd；③从C中导出的气体通过NaOH溶液吸收NO2后，仍有气体将D中试剂瓶中的水压入烧杯中，则确定产物中有N2生成。

（3）Mg3N2能与水反应生成氨气，氨气是具有刺激性气味的碱性气体，所以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，则证明产物中有Mg3N2。

（4）13.2g镁的物质的量为0.55mol，设生成Mg3N2的物质的量为xmol，MgO的物质的量为ymol，根据镁原子守恒得：3x+y=0.55mol，根据固体质量得：100x+40y=21.0g，解得：x=0.05，y=0.4；氮气的物质的量为：1.12L÷22.4Lmol-1=0.05mol，综上分析反应物为Mg和NO2，生成物为Mg3N2、MgO和N2，且物质的量之比为1：8：1，所以化学方程式为：11Mg+4NO2Mg3N2+8MgO+N2。