Question

7．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）．已知实验中可能会发生下列反应：
①2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；②3Mg+N₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；③2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C；④Mg+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂↑； ⑤Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑
可供选择的装置和药品如图所示（镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连）．

回答下列问题：
（1）在设计实验方案时，除装置A、D、E外，还应选择的装置有BF（填字母代号），选择装置D目的为D的目的是除去空气中的CO₂，避免反应③发生；
（2）通气后，应先点燃F处的酒精灯；如果同时点燃A、F装置的酒精灯，将会使实验结果偏低（填“偏高”或“偏低”）原因如果装置F中的还原铁粉没有达到反应温度时，氧气不能除尽，导致氧同镁反应，而使氮化镁中混入氧化镁
（3）请设计一个实验，验证产物是Mg₃N₂，写出操作步骤、现象和结论：取适量产物放入试管中，滴加蒸馏水，将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口，如果试管中的溶液出现浑浊，红色石蕊试纸变蓝，则可以证明有氮化镁生成．．

Answer 1

分析 （1）根据题中信息可知Mg在空气中点燃可以和O₂、CO₂、H₂O反应，所以镁和氮气反应必须将空气中的O₂、CO₂、H₂O除去制得干燥纯净的N₂，浓硫酸作用是除去水蒸气，浓氢氧化钠是除去空气中二氧化碳，还原铁粉是为了除去空气中氧气；
（2）通气后，先排除空气中的杂质，所以应该先点燃F；因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO₂、水蒸气等与镁反应，如果装置F中的还原铁粉没有达到反应温度时，氧气不能除尽，导致氧同镁反应，而使氮化镁中混入氧化镁；
（3）取适量产物放入试管中，滴加蒸馏水，将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口，如果试管中的溶液出现浑浊，红色石蕊试纸变蓝，则可以证明有氮化镁生成．

解答 解：（1）根据题中信息可知Mg在空气中点燃可以和O₂、CO₂、H₂O反应，所以镁和氮气反应必须将空气中的O₂、CO₂、H₂O除去制得干燥纯净的N₂，浓硫酸B的作用是除去水蒸气，浓氢氧化钠D是除去空气中二氧化碳，还原铁粉F是为了除去空气中氧气，故除了装置A、D、E外，还应选择的装置有BF；D 目的是除去空气中的CO₂，避免反应③发生．
故答案为：BF；D的目的是除去空气中的CO₂，避免反应③发生；
（2）通气后，先排除空气中的杂质，所以应该先点燃F；因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO₂、水蒸气等与镁反应，如果装置F中的还原铁粉没有达到反应温度时，氧气不能除尽，导致氧同镁反应，而使氮化镁中混入氧化镁，则会使得Mg₃N₂的产量偏低．
故答案为：F；偏低；如果装置F中的还原铁粉没有达到反应温度时，氧气不能除尽，导致氧同镁反应，而使氮化镁中混入氧化镁；
（3）依据氮化镁和水反应生成氨气，方程式为 Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑，将产物取少量置于试管中，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．
故答案为：取适量产物放入试管中，滴加蒸馏水，将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口，如果试管中的溶液出现浑浊，红色石蕊试纸变蓝，则可以证明有氮化镁生成．

点评 本题考查了物质实验室制备原理和装置选择，实验步骤的设计分析判断，物质性质的应用是解题关键，题目难度中等．