Question

【題目】氮化鎂是一種應用范圍非常廣泛的無機化合物，它可用于制備高硬度、高熱導、抗腐蝕、抗磨損和耐高溫的其它元素的氮化物，制備特殊的陶瓷材料等．某興趣小組用鎂與氮氣反應制備氮化鎂（Mg3N2），并用實驗方法測定氮化鎂的純度．

資料一：氮化鎂是淺黃色粉末，極易與水反應生成氫氧化鎂沉淀和氨氣；

資料二：（NH4）2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O，該反應為放熱反應；

資料三：飽和硫酸亞鐵溶液能吸收部分氧氣；

資料四：在常溫下或溫度不高的條件下鎂幾乎與水不反應．

資料一：氮化鎂是淺黃色粉末，極易與水反應生成氫氧化鎂沉淀和氨氣；

資料二：（NH4）2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O，該反應為放熱反應；

資料三：飽和硫酸亞鐵溶液能吸收部分氧氣；

資料四：在常溫下或溫度不高的條件下鎂幾乎與水不反應．

（制備氮化鎂）制備氮化鎂的裝備示意圖如圖1：

（1）儀器a的名稱是_____，b的名稱是_____；

（2）D裝置的作用是_____，G裝置的作用是_____；能否將C、D裝置對調_____（填“能”或“否”）；

（3）寫出E裝置中發生反應的化學方程式_____；

（4）檢查整套裝置氣密性的方法是_____；

（5）進行實驗時先進行_____（選擇“A”或“E”）處加熱，理由是_____；

（6）A處加熱片刻后，應移去酒精燈，理由是_____．

（測定氮化鎂的含量）

（7）定性測定：

步驟一、取少量氮化鎂樣品于試管中，加足量蒸餾水，試管底部有沉淀生成，試管口聞到有刺激性氣味的氣體生成；

步驟二、棄去上層清液，加入稀鹽酸，觀察到沉淀全溶且冒氣泡．

①檢驗刺激性氣味氣體的方法是_____；

②寫步驟二中產生氣泡的反應的化學方程式：_____；

（8）定量測定：按如圖2裝置進行實驗．

①球形干燥管的作用是_____；

②取氮化鎂樣品16克進行實驗，I裝置增重3.4克，求該樣品中氮化鎂的質量分數；_____

③導致該樣品中氮化鎂含量測定結果偏低的可能原因是_____．

Answer 1

【答案】分液漏斗 圓底燒瓶； 吸收水蒸氣（干燥氮氣） 防止空氣中的氧氣進入E裝置 否； 3Mg+N2Mg3N2 用酒精燈微熱燒瓶，若G處導管口有氣泡產生，且冷卻后G處長導管內產生穩定的水柱，則氣密性良好； A 排盡空氣； 該反應放出大量熱（節約能源）； 將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍，則為氨氣； Mg+2HCl═MgCl2+H2↑； 充分反應，防倒吸； 62.5%； 產生的氨氣未能全部被吸收．

【解析】

（1）由圖中儀器結構可知，a為分液漏斗、b為圓底燒瓶；

（2）濃硫酸具有吸水性，能夠吸收水蒸氣（干燥氮氣）；G裝置的作用是防止空氣中的氧氣進入E裝置；D干燥氮氣，除去水蒸氣，防止對E裝置反應的影響；C、D對調后無法除去水蒸氣，故C、D不能對調，

（3）裝置E中氮氣與鎂反應生成二氮化三鎂，反應方程式為：3Mg+N2Mg3N2；

（4）利用裝置內氣體熱脹冷縮檢驗裝置的氣密性，檢查裝置氣密性的方法是：微熱b，這時G中有氣泡冒出，停止加熱冷卻后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，則氣密性良好；

（5）進行實驗時先進行A加熱，理由是排盡空氣；

（6）該反應放出大量熱（節約能源）；

（7）取少量產物于試管中，加入少量蒸餾水，試管底部有沉淀生成，可聞到刺激性氨味（把濕潤的紅色石蕊試紙放在管口，試紙變藍），證明產物中含有氮化鎂；

棄去上清液，加入鹽酸，若觀察到有氣泡產生，則證明產物中含有未反應的鎂，反應的方程式：Mg+2HCl═MgCl2+H2↑

（8）

①球形干燥管的作用是充分反應，防倒吸；

②設樣品中氮化鎂的質量為x

x＝10g

該樣品中氮化鎂的質量分數＝×100%＝62.5%；

③致該樣品中氮化鎂含量測定結果偏低的可能原因是產生的氨氣未能全部被吸收．