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16.(16分)(2008年海南卷)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+O2△,2MgO;②3Mg+N2△,Mg3N2

③2Mg+CO2△,2MgO+C;④Mg+H2O△,MgO+H2↑;

⑤Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3

可供选择的装置和药品如下图所示(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:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

[解析] 利用空气和镁粉制取Mg3N2时,应注意除去空气中的O2、CO2及水蒸气,因此,用B来除去水蒸气,用D除去CO2,用F除去O2,将装置按E→D→B→F→A的顺序连接起来。

由于点燃A中酒精灯之前,必须保证装置中含有的气体主要是N2,因此A、F装置的酒精灯不能同时点燃,否则Mg就会与O2反应,须先点燃F装置的酒精灯除去空气中的O2再点燃A装置的酒精灯。

根据题中信息,Mg3N2可与水反应生成Mg(OH)2和NH3,因此只需检测一下产物中是否有NH3即可。

[答案] (1)B:除去水蒸气;D:除去CO2;F:除去O2

(2)j→h→g→d→c→k→1(或1→k)→a→b(或b→a)

(3)制得的Mg3N2中混有杂质 Mg与装置中的O2反应

(4)取少量产物置于试管中,加入适量水,若能产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,证明产物是Mg3N2

15.(12分)今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、NH4+、Cl、Mg2+、Ba2+、CO32、SO42,为了确定溶液中所含离子及其物质的量浓度,某同学设计实验如下:

取三份100 mL上述水溶液进行如下实验:

(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;

(2)第二份加入足量NaOH溶液,加热,收集到气体896 mL(标准状况);

(3)第三份加入足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27 g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33 g。

根据上述实验,请回答:

(1)溶液中肯定存在的离子是________________;哪些离子的浓度能确定,分别是________________________________________________________________________。

(2)肯定不存在的离子是______________,理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)可能存在的离子是__________,如何确定?________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

[答案] (1)NH4+、K+、CO32、SO42

c(NH4+)=0.4 mol/L,c(CO32)=0.2 mol/L,c(SO42)=0.1 mol/L

(2)Mg2+、Ba2+ 因为溶液中存在CO32、SO42,Mg2+、Ba2+不能与CO32、SO42共存

(3)Cl 再取一定量原溶液加入足量的Ba(NO3)2溶液。将得到的沉淀过滤,再向滤液中加入稀HNO3酸化的硝酸银溶液观察是否有沉淀生成,若有沉淀生成说明原溶液中有Cl,否则没有Cl

14.(12分)下图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图(有关反应的条件及生成的H2O已略去)。

已知:

(a)A、B、C、D是非金属单质,其中B、C、D在常温常压下是气体。

(b)反应①、②是化工生产中的重要反应。

(c)化合物E是形成酸雨的污染物之一,化合物K是常用的氮肥。

(d)化合物L具有漂白性,可由Cl2与NaOH溶液反应而制得。

(e)化合物J由两种元素组成,其相对分子质量为32。

请按要求填空:

(1)反应③的化学方程式________________________________________________________________________。

(2)C的结构式________;H的化学式________________________________________________________________________。

(3)L的溶液与化合物E反应的离子方程式________________________________________________________________________

______________________________。

(4)化合物J的化学式________。

[解析] 本题的突破口是E。由于B、C、D是非金属单质,且其中A不是气体,结合“化合物E是形成酸雨的污染物之一”不难推出E为SO2,A为S,B为O2;再根据“反应②是化工生产中的重要反应”及“FH2SO4,K”,且“K是常用的氮肥”可推出F为NH3,则C、D为N2、H2;再结合“JC”和“J由两种元素组成,其相对分子质量为32”,可推出C只能为N2,J为N2H4;又根据“L具有漂白性;可由Cl2与NaOH溶液反应而制得”可推出L为NaClO。

[答案] (1)2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4

(2)NN (NH4)2SO3或NH4HSO3

(3)ClO+SO2+2OH===Cl+SO42+H2O

(4)N2H4

13.(12分)氨气的喷泉实验基本操作步骤可分为以下几步:

A.使倒置烧瓶下端的玻璃管插入盛有水的烧杯里(水中事先加入酚酞试液)

B.取带有喷嘴和止水夹的长玻璃管、吸满水的胶头滴管,先后插入双孔橡皮塞

C.挤压滴管的胶头,使少量的水进入烧瓶

D.取一根带尖嘴的玻璃管,玻璃管的另一端用橡胶管与另一玻璃管相连,并用止水夹夹住橡胶管

E.在干燥的圆底烧瓶中充满氨气

F.将圆底烧瓶用铁夹固定在铁架台上

G.将止水夹移到下端玻璃管上

H.用带有玻璃管和胶头滴管的塞子塞紧瓶口

(1)正确的操作步骤是(填字母):______→______→________→H→A→________G→________。

(2)喷泉实验前如何证明圆底烧瓶中几乎充满了氨气?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)喷泉的颜色可因为烧杯中的液体或圆底烧瓶中气体的改变而不同,试填写下表以实现喷泉的颜色变化:

烧瓶中的气体
烧杯中的液体
烧杯中液体的颜色
喷泉的颜色
NH3
水+酚酞
无色
红色
 
 
红色
无色
 
 
蓝色
紫色
 
 
无色
蓝色

(4)标准状况下,用排气法收集CO2气体到250 mL烧瓶中,烧杯中盛有0.25 mol/L的NaOH溶液,喷泉实验完成后,进入烧瓶的溶液体积为烧瓶容积的4/5。试判断此时烧瓶中溶液的溶质可能是____________(不考虑由胶头滴管挤入烧瓶中引发实验所用的NaOH溶液)。

根据你的判断,从以下两空选答其中一空:

若溶质只有一种,请计算其物质的量浓度________;

若溶质不止一种,请写出它们的物质的量浓度之比________。

[答案] (1)D→B→E→H→A→F→G→C(或E→D→B→H→A→F→G→C)

(2)将烧瓶倒立,用蘸有浓HCl的玻璃棒靠近瓶口,若有白烟产生,证明氨气已充满(或者用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口看是否变蓝)

(3)

烧瓶中的气体
烧杯中的液体
烧杯中液体的颜色
喷泉的颜色
NH3
水+酚酞
无色
红色
HCl
NaOH溶液+酚酞
红色
无色
SO2(CO2)
NaOH溶液+石蕊
蓝色
紫色
NO2+O2
KI-淀粉试液
无色
蓝色

(4)NaOH和Na2CO3 c(NaOH)∶c(Na2CO3)=18∶5

 0  8585  8593  8599  8603  8609  8611  8615  8621  8623  8629  8635  8639  8641  8645  8651  8653  8659  8663  8665  8669  8671  8675  8677  8679  8680  8681  8683  8684  8685  8687  8689  8693  8695  8699  8701  8705  8711  8713  8719  8723  8725  8729  8735  8741  8743  8749  8753  8755  8761  8765  8771  8779  447348 

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