Question

【题目】氮化镁(Mg3N2)可用于核废料的回收，常温下为浅黄色粉末，易水解。某兴趣小组拟在实验室里通过氮气和镁粉反应制取少量氮化镁(Mg3N2)，制备装置示意图如下。

(1)工业上通常通过______________________获取氮气。

(2)装置A中橡胶管a的作用是______________________。

(3)NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的离子方程式______________________。

(4)装置B的作用为______________________。

(5)检验Mg3N2水解生成气体为NH3的方法为：取适量样品放入试管中，滴加蒸馏水，加热试管，_________________________________(填操作与现象)。

(6)为测定产物中Mg3N2纯度，该小组称取4.0g样品加入足量10%NaOH溶液并加热，生成的气体全部用100.00mL 0.500mol·L－1的硫酸溶液吸收。将所得溶液稀释到250.00mL，取25.00mL该溶液，用0.2000mol·L－1NaOH标准溶液滴定过剩的硫酸。重复实验平均消耗NaOH溶液25.25mL。样品中Mg3N2的质量分数为___________(保留一位小数)。滴定过程中若有NaOH溶液溅出，测定结果将___________(填“偏高”或“偏低”)

Answer 1

【答案】分离液态空气 平衡压强，使液体顺利流下（连通管平衡分液漏斗与烧瓶之间的压强）（使分液漏斗中液面上方和烧瓶中液面上方的压强相同） NO2-+NH4+N2↑+2H2O 判断装置是否发生堵塞（调节压强、平衡气压） 湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝（湿润的pH试纸靠近试管口，试纸变蓝） 61.9% 偏低

【解析】

(1)工业上通常通过分离液态空气获取氮气；

(2)装置A中橡胶管a可使分液漏斗中液面上方和烧瓶中液面上方的压强相同，平衡压强，使液体顺利流下；

(3) NaNO2和(NH4)2SO4反应生成硫酸钠、氮气和水，以此书写离子方程式；

(4)装置B中盛有水，当装置中发生堵塞，长玻璃导管液面会上升；

(5)检验NH3利用氨气溶于水显碱性，用湿润的红色石蕊试纸或湿润的pH试纸检验；

(6) 根据反应关系：Mg3N2~2NH3~H2SO4，H2SO4~2NaOH计算；滴定过程中若有NaOH溶液溅出，则消耗的碱多，中和剩余酸多，则吸收氨气的硫酸的量减小，所得样品中Mg3N2质量减小，测定结果将偏低。

(1)工业上通常通过分离液态空气获取氮气；

故答案为：分离液态空气；

(2)装置A中橡胶管a使分液漏斗中液面上方和烧瓶中液面上方的压强相同，平衡压强，使液体顺利流下；

故答案为：平衡压强，使液体顺利流下；

(3) NaNO2和(NH4)2SO4反应生成硫酸钠、氮气和水，2NaNO2+(NH4)2SO4Na2SO4+ 2N2↑+4H2O，离子方程式为NO2-+NH4+N2↑+2H2O；

故答案为：NO2-+NH4+N2↑+2H2O；

(4)装置B中盛有水，当装置中发生堵塞，长玻璃导管液面会上升，所以装置B可起到判断装置是否发生堵塞的作用；

故答案为：判断装置是否发生堵塞；

(5)检验NH3利用氨气溶于水显碱性，用湿润的红色石蕊试纸或湿润的pH试纸检验，方法是：取适量样品放入试管中，滴加蒸馏水，加热试管，湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝（或湿润的pH试纸靠近试管口，试纸变蓝）；

故答案为：湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝（或湿润的pH试纸靠近试管口，试纸变蓝）；

(6) 根据反应关系：Mg3N2~2NH3~H2SO4，H2SO4~2NaOH，

与氢氧化钠溶液反应的硫酸的物质的量：0.2000mol·L－125.2510-3L=2.52510-3mol，

吸收氨气的硫酸的物质的量：0.500mol·L－10.1L-2.52510-3mol=0.02475mol，

则样品中含Mg3N2的物质的量：n(Mg3N2)=n(H2SO4)= 0.02475mol，

则Mg3N2纯度为：100%=61.9%，

滴定过程中若有NaOH溶液溅出，则消耗的碱多，中和剩余酸多，则吸收氨气的硫酸的量减小，所得样品中Mg3N2质量减小，测定结果将偏低。

故答案为：61.9%；偏低。