题目内容
【题目】氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物，它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物，制备特殊的陶瓷材料等。某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮化镁（Mg3N2），并用实验方法测定氮化镁的纯度。
I．制备氮化镁
【查阅资料】
①(NH4)2SO4+2NaNO2
2N2↑+Na2SO4+4H2O，该反应为放热反应。
②饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气；稀硫酸能吸收氨气。
③在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应。
【实验】
制备氮化镁的装置示意图如下
（1）D装置的作用是______________，G装置的作用是______________。
（2）E装置中发生反应的化学方程式为____________________________。
（3）实验时先进行_____________（选填“A”或“E”）处加热，理由是________________。
II．测定氮化镁的含量
氮化镁是浅黄色粉末，极易与水反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3，反应的化学方程式为______________，氮化镁（Mg3N2）中氮元素的化合价是______________。
【定性分析】，
步骤一:取少量氮化镁样品于试管中加足量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，试管口闻到有刺激性气味的气体生成。
步骤二:弃去上层清液，加入稀盐酸，观察到沉淀全溶且冒气泡。该步骤中产生气泡的化学方程式为______________________。
【定量测定】按下图实验装置进行实验
：
（4）取氮化镁样品16g进行实验，I装置增重3.4g，求该样品中氮化镁的质量分数（请写出计算过程）。
（5）球形干燥管的作用是________________。
【答案】(1) 吸收水蒸气（或干燥氨气）,防止空气中氧气进入E装置(2)3Mg+N2 
Mg3N2 (3) A ,排尽装置内的空气 Ⅱ.测定氮化镁含量 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑,-3
【定性分析】Mg+2HCl=MgCl2+H2↑。
【定量测定】（4）计算样品中氮化镁的质量分数 62.5﹪
（5）充分反应，防止倒吸。
【解析】
试题分析：（1）D装置中的浓硫酸，浓硫酸具有吸水性，能做干燥剂，故是起吸收水蒸汽的作用；空气中含有氧气，氧气能与镁反应，故G装置的主要作用是防止空气中氧气进入E装置；
（2）镁与氮气在点燃的条件生成氮化镁，即E装置中发生反应的化学方程式为：3Mg+N2Mg3N2；
（3）由于装置中含有氧气，氧气能与氮气反应，故要先加热A装置，目的是排尽装置内的空气，以免发生干扰；
II．测定氮化镁的含量：根据描述可知氮化镁与水反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3，故反应的化学方程式表示为：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3；根据“在化合物中，正负化合价的代数和为零”的原则，已知镁的化合价为+2价， 设氮元素的化合价为x，则（+2）×3+2x =0，解得x= -3 ；
【定性分析】取少量氮化镁样品于试管中加足量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，试管口闻到有刺激性气味的气体生成，可知生成了氨气；弃去上层清液，加入稀盐酸，观察到沉淀全溶且冒气泡。根据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变可知，由于氮化镁中不含碳元素，故不可能生成碳酸镁。先加入稀盐酸发生了气泡，故沉淀一定是镁，镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑；
【定量测定】（4）取氮化镁样品16g进行实验，I装置增重3.4g。稀硫酸能吸收氨气，故I装置增重的质量即为氮化镁与水反应生成的氨气的质量。氨气中氮元素的质量=3.4g×14／17 ×100% =2.8g ；根据质量守恒定律化学反应前后元素的质量不变，即氮化镁中氮元素的质量为2.8g，
那么氮化镁的质量=2.8g÷28／100 ×100% =10g
该样品中氮化镁的质量分数=10g／16g ×100% =62.5% ；
（5）球形干燥管的主要作用是使稀硫酸与氨气充分反应，并可起防止倒吸的作用。
