题目内容
镁是一种很活泼的金属,常用作脱硫剂、脱氧剂.现在,某化学兴趣小组对金属镁的性质进行实验探究.他们首先在网络上查找到了一些关于金属镁的性质的方程式如下:①2Mg+O2
点燃 |
点燃 |
点燃 |
④Mg+H2O
点燃 |
点燃 |
完成下列填空:
现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2).实验装置如下(部分夹持仪器省略).
(1)装置F的作用是
(2)请设计一个实验,验证产物是氮化镁:
镁在电子工业中利用镁制取硅的反应为:2Mg+SiO2
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Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷).SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体.
(3)图(甲)是进行Mg与SiO2反应的实验装置.由于O2的存在对该实验有较大影响,实验中应通入X气体作为保护气.X气体应选用①CO2、②N2、③H2中的
(4)图(乙)所示装置进行的实验如下:先关闭K,使A中反应进行;加热玻璃管C,可观察到C管中发出耀眼白光,产生白烟,管壁上附着有淡黄色物质.实验完成后,将C管中固体全部加入盐酸中,有臭鸡蛋气味的气体生成.C中的Mg应放在不锈钢垫片上而不能直接接触管壁,这是因为
分析:(1)根据题中信息可知Mg在空气中点燃可以和O2、CO2、H2O反应,所以镁和氮气反应必须将空气中的O2、CO2、H2O除去制得干燥纯净的N2,浓硫酸作用是除去水蒸气,饱和氢氧化钠是除去空气中二氧化碳,灼热的铜粉为了除去空气中氧气;因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应,如果装置F中的还原铁粉没有达到反应温度时,氧气不能除尽,导致氧同镁反应,而使氮化镁中混入氧化镁;
(2)取适量产物放入试管中,滴加蒸馏水,将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口,如果试管中的溶液出现浑浊,红色石蕊试纸变蓝,则可以证明有氮化镁生成;
(3)Mg可以与CO2、N2发生化学反应,Mg与氢气不能发生反应;不纯的氢气燃烧会发生爆炸;Mg与SiO2反应的条件是加热,切断电源后,反应的条件由反应放热维持;
(4)Mg与SiO2在加热的条件下能够发生化学反应;打开K,将空气充入反应反应体系,可平衡容器内外压强,防止倒吸;浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体,二氧化硫与Mg反应,生成淡黄色固体S,臭鸡蛋气味的气体为硫化氢,因此二氧化硫与Mg反应产物为MgS.根据元素守恒可知,另外一种产物为氧化镁.
(2)取适量产物放入试管中,滴加蒸馏水,将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口,如果试管中的溶液出现浑浊,红色石蕊试纸变蓝,则可以证明有氮化镁生成;
(3)Mg可以与CO2、N2发生化学反应,Mg与氢气不能发生反应;不纯的氢气燃烧会发生爆炸;Mg与SiO2反应的条件是加热,切断电源后,反应的条件由反应放热维持;
(4)Mg与SiO2在加热的条件下能够发生化学反应;打开K,将空气充入反应反应体系,可平衡容器内外压强,防止倒吸;浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体,二氧化硫与Mg反应,生成淡黄色固体S,臭鸡蛋气味的气体为硫化氢,因此二氧化硫与Mg反应产物为MgS.根据元素守恒可知,另外一种产物为氧化镁.
解答:解:(1)根据题中信息可知Mg在空气中点燃可以和O2、CO2、H2O反应,所以镁和氮气反应必须将空气中的O2、CO2、H2O除去制得干燥纯净的N2,浓硫酸作用是除去水蒸气,饱和氢氧化钠是除去空气中二氧化碳,灼热的铜粉为了除去空气中氧气;因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应,如果装置F中的还原铁粉没有达到反应温度时,氧气不能除尽,导致氧同镁反应,而使氮化镁中混入氧化镁,
故答案为:除去空气中的O2;制得的氮化镁将不纯;因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应;
(2)依据氮化镁和水反应生成氨气,方程式为Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑,将产物取少量置于试管中,加入适量水,将润湿的红色石蕊试纸置于试管口,如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝,
故答案为:将产物取少量置于试管中,加入适量水,将润湿的红色石蕊试纸置于试管口,如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝,则说明产物是氮化镁;
(3)Mg可以与CO2、N2发生化学反应,3Mg+N2
Mg3N2、2Mg+CO2
2MgO+C,Mg与氢气不能发生反应,因此可用氢气作为保护气;装置中有空气,若不用氢气排空装置中的空气,氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸;Mg与SiO2反应的条件是加热,切断电源后,反应的条件由反应放热维持,
故答案为:③; 防止加热条件下H2与空气混合爆炸;Mg与SiO2的反应是放热反应;
(4)Mg与SiO2在加热的条件下能够发生化学反应,2Mg+SiO2
2MgO+Si,因此C中的Mg应放在不锈钢垫片上而不能直接接触管壁;停止实验后,温度降低导致体系内部压强减小,容易发生倒吸,打开K,将空气充入反应反应体系,可平衡容器内外压强,防止倒吸;浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体,二氧化硫与Mg反应,生成淡黄色固体S,臭鸡蛋气味的气体为硫化氢,因此二氧化硫与Mg反应产物为MgS.根据元素守恒可知,另外一种产物为氧化镁,
故答案为:同在加热条件下,Mg能与玻璃中的SiO2反应;防止C管降温时因气体压强减小,而引起D中溶液倒流;MgO、S、MgS.
故答案为:除去空气中的O2;制得的氮化镁将不纯;因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应;
(2)依据氮化镁和水反应生成氨气,方程式为Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑,将产物取少量置于试管中,加入适量水,将润湿的红色石蕊试纸置于试管口,如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝,
故答案为:将产物取少量置于试管中,加入适量水,将润湿的红色石蕊试纸置于试管口,如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝,则说明产物是氮化镁;
(3)Mg可以与CO2、N2发生化学反应,3Mg+N2
点燃 |
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故答案为:③; 防止加热条件下H2与空气混合爆炸;Mg与SiO2的反应是放热反应;
(4)Mg与SiO2在加热的条件下能够发生化学反应,2Mg+SiO2
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故答案为:同在加热条件下,Mg能与玻璃中的SiO2反应;防止C管降温时因气体压强减小,而引起D中溶液倒流;MgO、S、MgS.
点评:本题考查了物质实验室制备原理和装置选择,实验步骤的设计分析判断,物质性质的应用是解题关键,题目难度中等.
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