Question

【題目】某課外活動小組探究鎂與CO2、NO2的反應。

（1）實驗發現點燃的鎂條能在CO2氣體中繼續燃燒，產生黑、白兩種固體，請用化學反應解釋該現象 _____________。

（2）該小組采用類比Mg與CO2反應的思路對Mg與NO2的反應進行預測：寫出Mg與NO2反應的化學方程式_____________。

（3）設計實驗驗證猜測（用于連接玻璃管的乳膠管均內襯錫紙）

資料信息：2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O

①裝置A中的試劑是_____________。

②干燥管和裝置B的作用分別是_____________、_____________。

③實驗開始時正確的操作步驟是_____________。

a.通入NO2 b.打開彈簧夾

c.點燃酒精燈 d.當硬質玻璃管充滿紅綜色氣體后，關閉彈簧夾

（4）實驗結束時，同學們觀察到與預測相符合的現象，但當用水洗滌硬質玻璃管時，固體遇水產生有刺激性氣味的氣體，該氣體能使濕潤的石蕊試紙變藍。

①同學們認為硬質玻璃管中還發生了另一個反應，該反應為_____________，

②請用化學方程式解釋加水產生該氣體的原因_____________。

Answer 1

【答案】2Mg + CO2 2MgO + C 4Mg +2NO2 4MgO + N2 NaOH溶液 吸收NO2避免環境污染 收集N2 badc 3Mg + N2 Mg3N2 (或7Mg +2NO2 4MgO +Mg3N2） Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3↑

【解析】

（1）鎂在二氧化碳氣體中燃燒生成黑色固體為碳和白色固體為氧化鎂；
（2）Mg與NO2的反應類比Mg與CO2反應的思路寫出，鎂在二氧化氮氣體中反應生成氧化鎂和氮氣；
（3）①根據猜想鎂條在二氧化氮氣體中燃燒生成氮氣和氧化鎂，裝置中A的主要作用是吸收過量二氧化氮，根據反應2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O分析應選擇氫氧化鈉溶液；
②使裝置中充滿二氧化氮氣體，干燥管吸收過量的二氧化氮，防止污染空氣；B裝置是排水量氣法收集氮氣；
③應先在裝置中充滿二氧化氮氣體再進行加熱，按照此操作順序進行連接；

（4）①鎂在二氧化氮氣體中反應生成氧化鎂和氮氣，氮氣和鎂在加熱條件下也可以反應生成氮化鎂；
②能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣，氮化鎂和水反應生成氨氣和氫氧化鎂沉淀。

（1）點燃的鎂條能在CO2氣體中繼續燃燒，產生黑、白兩種固體為氧化鎂和碳，反應的化學方程式為：2Mg + CO2 2MgO + C，

因此，本題正確答案是：2Mg + CO2 2MgO + C；
（2）類比Mg與CO2反應的思路，鎂在二氧化氮氣體中反應生成氧化鎂和氮氣，反應的化學方程式為：4Mg +2NO2 4MgO + N2，
因此，本題正確答案是：4Mg +2NO2 4MgO + N2；
（3）①根據反應2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O分析，裝置A主要吸收多余的二氧化氮氣體，需要用氫氧化鈉溶液，
因此，本題正確答案是：NaOH溶液；
②干燥管是在充滿二氧化氮氣體過程中避免污染氣體排放到空氣中污染空氣，B裝置是排水量氣方法收集反應生成的氮氣，
因此，本題正確答案是：吸收NO2避免環境污染；收集N2；
③應先在裝置中充滿二氧化氮氣體再進行加熱，防止空氣的影響，所以實驗順序為badc，
因此，本題正確答案是：badc；

（4）①氮氣和鎂在加熱條件下反應生成氮化鎂，反應的化學方程式為：3Mg + N2 Mg3N2，

鎂在二氧化氮氣體中也可以反應生成氧化鎂和氮化鎂，反應的化學方程式為：7Mg +2NO2 4MgO +Mg3N2，

因此，本題正確答案是：3Mg + N2 Mg3N2（或7Mg +2NO2 4MgO +Mg3N2）；

②固體遇水產生有刺激性氣味的氣體，該氣體能使濕潤的石蕊試紙變藍，證明生成的是氨氣，說明氮化鎂和水反應生成氨氣和氫氧化鎂沉淀，反應的化學方程式為：Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3↑，

因此，本題正確答案是：Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3↑。