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
2MgO;②3Mg+N2
点燃
Mg3N2;③2Mg+CO2
点燃
2MgO+C
④Mg+H2O
点燃
MgO+H2↑;⑤Mg3N2+6H2O
点燃
3Mg(OH)2+2NH3
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).
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(1)装置F的作用是
 
.通气后,如果同时点燃A、F装置的酒精灯,对实验结果的影响是
 
,产生这一现象的原因是
 

(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
2MgO+Si?同时有副反应发生:2Mg+Si
Mg2Si?
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
 
(选填编号).实验开始时,必须先通入X的气体,再接通电源加热反应物,其理由是
 
;当反应引发后,切断电源,反应能继续进行,其原因是
 

(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
 
.停止实验时,先打开K,再停止滴加浓硫酸并熄灭酒精灯.橡胶气胆B在实验中的作用是
 
.C中全部反应产物有
 
(填化学式).
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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.
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
点燃
Mg3N2、2Mg+CO2
点燃
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.
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.
练习册系列答案
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镁是一种很活泼的金属,常用作脱硫剂、脱氧剂.在电子工业中利用镁制取硅的反应为2Mg+SiO22MgO+Si(玻璃中含有一定量的二氧化硅),同时有副反应发生:2Mg+SiMg2Si.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.

(1)图(甲)是进行Mg与SiO2反应的实验装置.

Ⅰ.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________.

Ⅱ.实验开始时,必须先通入X的气体,再接通电源加热反应物.其理由是________;当反应引发后,切断电源,反应能继续进行,其原因是________.

Ⅲ.反应结束时,待冷却至常温后,关闭K,从分液漏斗处加入稀盐酸,可观察到导管口a处有闪亮的火星.据此现象可推知________在空气中能自燃.

(2)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.

Ⅰ.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________.

Ⅱ.停止实验时,先打开K,再停止滴加浓硫酸并熄灭酒精灯.橡胶气胆B在实验中的作用是________.

Ⅲ.C中全部反应产物有________、________、________(填化学式).

镁是一种很活泼的金属,常用作脱硫剂、脱氧剂。在电子工业中利用镁制取硅的反应为2Mg+SiO22MgO+Si(玻璃中含有一定量的二氧化硅),同时有副反应发生:2Mg+SiMg2Si。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。

(1)图(甲)是进行Mg与SiO2反应的实验装置。

Ⅰ.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________________。

Ⅱ.实验开始时,必须先通入X的气体,再接通电源加热反应物。其理由是_____________________________;当反应引发后,切断电源,反应能继续进行,其原因是_____________________________。

Ⅲ.反应结束时,待冷却至常温后,关闭K,从分液漏斗处加入稀盐酸,可观察到导管口a处有闪亮的火星。据此现象可推知____________________在空气中能自燃。

(2)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。

Ⅰ.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______________________。

Ⅱ.停止实验时,先打开K,再停止滴加浓硫酸并熄灭酒精灯。橡胶气胆B在实验中的作用是_______________________________。

Ⅲ.C中全部反应产物有___________、___________、___________(填化学式)。

镁是一种很活泼的金属,常用作脱硫剂、脱氧剂。在电子工业中利用镁制取硅的反应为2Mg+SiO22MgO+Si(玻璃中含有一定量的二氧化硅),同时有副反应发生:2Mg+SiMg2Si。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。

(1)图(甲)是进行Mg与SiO2反应的实验装置。

Ⅰ.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________________。

Ⅱ.实验开始时,必须先通入X的气体,再接通电源加热反应物。其理由是_____________________________;当反应引发后,切断电源,反应能继续进行,其原因是_____________________________。

Ⅲ.反应结束时,待冷却至常温后,关闭K,从分液漏斗处加入稀盐酸,可观察到导管口a处有闪亮的火星。据此现象可推知____________________在空气中能自燃。

(2)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。

Ⅰ.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______________________。

Ⅱ.停止实验时,先打开K,再停止滴加浓硫酸并熄灭酒精灯。橡胶气胆B在实验中的作用是_______________________________。

Ⅲ.C中全部反应产物有___________、___________、___________(填化学式)。

(14分)镁、铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的性质。

Ⅰ.海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。从海水中制取镁,某同学设计了如下

流程步骤:

主要的步骤总结如下:①把贝壳制成石灰乳  ②往母液中加石灰乳,沉降、过滤,得到Mg(OH)2沉淀  ③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤,将制得的晶体脱水得无水MgCl2

④将得到的产物熔融后电解。

(1)下列说法不正确的是__________________(填代号)

A.此法的优点之一是原料来源丰富

B.进行①②③步骤的目的是从海水中提取氯化镁

C.第④步电解法制取镁是由于镁是很活泼的金属

D.以上制取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应和置换反应

(2)步骤②不够合理,理由是                                                  

Ⅱ.(1)铝、空气、海水可组成一种电池,广泛用于制造航标灯。此电池正极的电极反应为                                   

(2)铝热还原法是冶炼熔点较高的金属的一种重要方法,焊接钢轨即用到此法。将干燥的氧化铁粉末和铝粉均匀混合后放入纸漏斗中(漏斗已事先处理好),并架在铁架台上,

下面放置一个盛有沙子的蒸发皿。请写出引发铝热反应的操作及该反应的化学方程式:

操作                                                                       

化学方程式                                                 

(3)为确定某铝热剂(氧化铁粉末和铝粉)的组成,分别进行下列实验。

若取10.7 g样品,向其中加入足量的NaOH溶液,测得生成的气体(标准状况)体积为3.36 L ,反应的化学方程式为                                        ,样品中铝的质量是           g。

若取10.7 g样品将其点燃,恰好完全反应,待反应产物冷却后,加入足量盐酸,测得生成的气体体积为a L,该气体与上小题中所得气体的体积比等于           

 

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