Question

1．研究金屬鎂與空氣中氮氣的反應，并檢驗生成的氮化鎂（Mg₃N₂）的性質．
 
[資料在線]：
①金屬鎂與空氣中的各主要成分 （括號中的物質） 都會反應分別會生成下列物質：
MgO（O₂或CO₂） Mg（OH）₂（H₂O）  Mg₃N₂ （N₂）
②Mg₃N₂的化學性質：Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑
實驗一，除去空氣中的O₂、CO₂、H₂O，得到的N₂用于制取氮化鎂．
（1）足量的紅磷燃燒后冷卻（如圖1），打開止水夾水倒流，水約占集氣瓶空間容積的$\frac{1}{5}$．
（2）將（1）得到的氣體依次通過d→e→c→b兩洗氣瓶（如圖2），將得到較純的氮氣．
（3）若（1）實驗中改為燃燒足量的蠟燭，錐形瓶中的水改為氫氧化鈉溶液．冷卻后，打開止水夾后，要確保液體的倒流并達到（1）的現象，需進行的引發操作是A（填一選項）．
A．從a中鼓入少量空氣     B．打開集氣瓶瓶塞     C．打開錐形瓶瓶塞
實驗二：若直接在空氣中點燃鎂粉，有淡黃色的固體物質 Mg₃N₂生成．
（4）寫出生成氮化鎂的化學方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂，該反應的基本類型是化合反應．
（5）請你設計實驗方案，驗證生成的固體中有Mg₃N₂存在：將生成的固體溶于水，產生有刺激性氣味的氣體并能使濕潤紅色石蕊試紙變藍．

Answer 1

分析 （1）根據氧氣約占空氣體積的五分之一解答；
（2）根據需要先除二氧化碳，再除水分解答；
（3）根據蠟燭燃燒生成二氧化碳，氫氧化鈉溶液可與二氧化碳反應解答；
（4）根據反應原理寫出反應的化學方程式解答；
（5）根據氮化鎂和水反應生成氫氧化鎂和氨氣，氨氣能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍色解答．

解答 解：（1）足量的紅磷燃燒消耗氧氣，生成五氧化二磷，冷卻后，打開止水夾水倒流，水約占集氣瓶空間容積的$\frac{1}{5}$；
（2）氫氧化鈉溶液可以除去空氣中的CO₂；濃硫酸具有吸水性，可以除去空氣中的水蒸氣；除雜時都是長進短出，導管口之間的連接順序是：d→e→c；
（3）蠟燭燃燒生成二氧化碳，氫氧化鈉溶液可與二氧化碳反應，瓶內氣壓減小，冷卻后，打開止水夾后，要確保液體的倒流并達到 （1）的現象，需進行的引發操作是從a中鼓入少量空氣；
（4）鎂條與氮氣反應的化學方程式為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；屬于化合反應；
（5）取少量反應后的固體產物，加入到水中產生有刺激性氣味的氣體，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變成藍色，證明產物中存在Mg₃N₂．
答案：
（1）$\frac{1}{5}$；
（2）d；e；c；
（3）A；
（4）3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；化合反應；                                             
（5）將生成的固體溶于水，產生有刺激性氣味的氣體并能使濕潤紅色石蕊試紙變藍．

點評 本題考查了物質性質的實驗探究，理解實驗原理、掌握實驗基本操作和鎂及其化合物性質是解題關鍵，題目難度中等．