Question

19．实验课上，为检验镁条能否在N₂中燃烧，某兴趣小组开展如下探究：
【查阅资料】氮化镁（Mg₃N₂）是一种淡黄色固体，能和水反应，生成Mg（OH）₂和NH₃；
【实验步骤】

①将足量白磷在空气中点燃后，迅速伸入钟罩内，塞紧橡皮塞（图1）；
②待钟罩内水面不再变化时，向水槽中加水，使水槽中液面与钟罩内液面相平；
③打开橡皮塞，将燃着的螺旋状镁条迅速伸入钟罩内，塞紧橡皮塞（图2）；
④待钟罩内水面不再变化时，观察钟罩内壁及表面皿中固体颜色，取少量固体加入水中．
【分析】
（1）步骤①中足量白磷在钟罩内燃烧的目的是消耗完钟罩内的氧气；
（2）步骤③中镁条剧烈燃烧，反应的化学方程式为3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；
（3）步骤④中钟罩内壁及表面皿中出现淡黄色固体，加入水中，产生白色浑浊及能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体，反应的化学方程式为Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
【结论】镁能在N₂中燃烧，并生成Mg₃N₂．
（4）请你判断：2.40g镁条在某充满空气的密闭容器中完全燃烧，所得固体质量可能为BD．
A．3.33g       B．3.93g      C．4.00g        D．3.96g．

Answer 1

分析 （1）根据实验目的探究镁条能否与氮气反应分析白磷燃烧的目的；
（2）根据镁与氮气的反应写出反应的化学方程式；
（3）根据氮化镁（Mg₃N₂）能和水反应，生成Mg（OH）₂和NH₃，写出反应的化学方程式；
（4）根据极端假设全部生成氧化镁或氮化镁，分别求出其质量．

解答 解：（1）要验证镁条在氮气中能否燃烧，需将空气中的氧气除去，因此步骤①中足量白磷在钟罩内燃烧的目的是 除去钟罩内空气中的氧气，防止空气中氧气对实验的干扰，以便镁条在氮气中燃烧；
（2）由题意可知，镁条在氮气中剧烈燃烧生成氮化镁，反应的化学方程式为：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；
（3）步骤④中钟罩内壁及表面皿中出现淡黄色固体．此固体为氮化镁（Mg₃N₂），能和水反应，生成Mg（OH）₂和NH₃，因此加入水中，产生白色沉淀氢氧化镁及能使湿润红色石蕊试纸变 蓝色的气体氨气，反应的化学方程式为 Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
（5）设2.4g镁全部与氧气反应，则生成氧化镁的质量为：$\frac{2.4g}{\frac{24}{24}}$═4g   设2.4g镁全部与氮气反应生成氮化镁，则生成的氮化镁的质量为：$\frac{2.4g}{\frac{24×3}{24×3+14×2}}$=3.33g；因此2.40g镁条在某充满空气的密闭容器中完全燃烧，燃烧生成的固体质量应大于3.33g小于4g，所以，BD正确．
故答为：（1）消耗完钟罩内的氧气，防止空气中氧气对实验的干扰．（2）3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；（3）Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑；（4）B D．

点评 本题主要考查学生获取信息并运用信息的能力，解答本题的关键是要充分理解镁的性质，只有这样才能对问题做出正确的判断．