Question

【題目】某課外活動小組根據鎂與CO2的反應設計實驗探究鎂與NO2的反應。

甲同學推測產物是MgO和N2；

乙同學推測產物除了MgO和N2外，固體中還可能含有Y。

該小組同學設計了以下裝置探究鎂與NO2反應的固體產物，并測定其組成。

（1）實驗開始時，先關閉止水夾后打開彈簧夾，再打開分液漏斗活塞，當硬質玻璃管充滿紅綜色氣體后，打開止水夾，關閉彈簧夾，最后點燃酒精燈。這樣做的目的是___________________________________________________________

（2）裝置B中的試劑可以選用________

A、濃硫酸 B、無水氯化鈣 C、五氧化二磷 D、堿石灰

（3）裝置C中盛裝氫氧化鈉溶液的作用是：___________________________________

（4）為保證生成氣體體積的準確性，讀取量筒刻度時應注意的問題是①氣體恢復至室溫再讀數；②_______________________________；③______________________________。

（5）實驗結束后，同學們將固體產物取出與水反應，發現有刺激性氣味的氣體產生，該氣體能使濕潤的石蕊試紙變藍。說明乙組同學推測正確，請寫出Y與水反應的化學方程式__________________________________

（6）若初始加入鎂粉質量為3.6 g，在足量的NO2中充分反應后 ，收集到N2體積為448mL (標準狀況)，則產物中MgO的質量是_________

Answer 1

【答案】 排除裝置中空氣，避免空氣干擾 BC 吸收剩余NO2 調整量筒中液面與D中水平 視線與液體凹液面相切 Mg3N2+H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 4.8g

【解析】(1)實驗開始時，先關閉止水夾后打開彈簧夾，再打開分液漏斗活塞，當硬質玻璃管充滿紅綜色氣體后，打開止水夾，關閉彈簧夾，最后點燃酒精燈。這樣做可以排除裝置中空氣，避免空氣干擾，故答案為：排除裝置中空氣，避免空氣干擾；

(2)裝置A中濃硝酸與銅反應生成二氧化氮，生成的二氧化氮中混有水蒸氣，裝置B中的試劑需要除去其中的水蒸氣，可以選用無水氯化鈣和五氧化二磷等酸性固體干燥劑，故選BC；

(3)二氧化氮能夠污染空氣，并且與水反應生成一氧化氮，影響氮氣的體積的測定，裝置C中盛裝氫氧化鈉溶液可以吸收為反應的NO2，故答案為：吸收剩余的NO2；

(4)為保證生成氣體體積的準確性，讀取量筒刻度時應注意的問題是：①氣體恢復至室溫再讀數；②調整量筒中液面與D中水平；③視線與液體凹液面相切，故答案為：調整量筒中液面與D中水平；視線與液體凹液面相切；

(5)實驗結束后，同學們將固體產物取出與水反應，發現有刺激性氣味的氣體產生，該氣體能使濕潤的石蕊試紙變藍，說明生成的氣體為氨氣，則固體產物中含有氮元素，根據參與反應的物質為鎂和二氧化氮，可以判斷固體產物為Mg3N2，Mg3N2與水反應的化學方程式為Mg3N2+H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑，故答案為：Mg3N2+H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑；

(6)鎂的物質的量==0.15mol，反應生成氧化鎂或氮化鎂，失去電子0.3mol，標準狀況下，N2體積為448mL，物質的量==0.02mol，得到了電子0.02mol×8=0.16mol，根據得失電子守恒，生成Mg3N2mol=0.01mol，根據鎂原子守恒，生成的氧化鎂為mol=0.12mol，質量為0.12mol×40g/mol=4.8g，故答案為：4.8g。