Question

【题目】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)。已知实验中可能会发生下列反应：①2Mg+O22MgO；②3Mg+N2Mg3N2；③2Mg+CO22MgO+C；④Mg+H2OMgO+H2↑；⑤Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑

可供选择的装置和药品如图所示（镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连）。

回答下列问题：

（1）在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置（填字母代号）及其目的分别是_____；

（2）连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是（填字母代号）___；

（3）通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响？____，原因是____；

（4）请设计一个实验，验证产物是氮化镁：___。

Answer 1

【答案】B、目的是除气流中的水蒸汽，避免反应④发生；D、目的是除空气中的CO2，避免反应③发生；F、目的是除空气中的氧气，避免反应①发生； j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b（或b→a） 使氮化镁不纯 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 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

【解析】

(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，浓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；

故答案为：B目的是除气流中的水蒸汽，避免反应④发生；D目的是除去空气中的CO2，避免反应③发生；F目的是除去空气中的氧气，避免反应①发生；

(2)气体参与的物质制备实验中装置的连接一般顺序是：制备气体→除杂→干燥→制备→尾气处理；所以除去空气中的O2、CO2、H2O制备氮化镁，装置连接顺序是,j→h→g→d→c→k→l(或l→k)→a→b(或b→a)；

故答案为：j→h→g→d→c→k→l(或l→k)→a→b(或b→a)；

(3)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：制得的氮化镁将不纯；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；

(4)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，则说明产物是氮化镁；

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；