Question

4．化学兴趣小组同学在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁（Mg₃N₂）．经查阅资料，已知实验中可能会发生下列反应：
①2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；②3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；③2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C
④Mg+H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MgO+H₂↑；⑤Mg₃N₂+6H₂O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$3Mg（OH）₂+2NH₃↑
请你选择下图中所需要的装置和药品进行实验，装置内所发生的反应都是完全的．回答下列问题：

（1）反应2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C属于置换反应（填基本反应类型）；
（2）根据信息可知燃烧B需要氧气的参与（填序号：A．一定；B．不一定）；
（3）在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择其他的实验装置，选择这些装置的目的分别是：
①选择装置B，目的是除去空气中的水蒸气；
②选择装置D，目的是除去空气中的CO₂；
③选择装置F，目的是除去空气中的O₂．
（4）通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果会产生影响，原因是制得的氮化镁不纯；因为A装置没有排完空气前就加热会使空气中的氧气、CO₂、水蒸气等与镁反应生成其他物质；；
（5）连接并检查实验装置的气密性，实验开始时，打开自来水的开关使水流入装置E中，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则空气流经导管的顺序是（填字母代号）；j→h，g，→d，c→k→a；
（6）若要验证产物生成了氮化镁，可向反应后的固体中加入水，即可通过验证实验现象来进行确定．
（7）反思：如果在测定空气中氧气的体积含量时，把过量的红磷改为过量的镁带通过燃烧来测定，测定的结果大于（填“大于”、“等于”或“小于”）$\frac{1}{5}$体积．

Answer 1

分析 （1）根据置换反应的定义分析判断；
（2）根据题中反应②③可知反应不一定要有氧气参加解答；、
（3）根据镁和氮气反应必须除去空气中的水蒸气、氧气和二氧化碳，除去水蒸气选用浓硫酸，除去氧气用能在空气中一定条件下与空气中氧气反应的物质即可，除去二氧化碳用氢氧化钙溶液吸收解答；
（4）根据没有排完空气就加热会让空气中的氧气、氮气和水与镁反应生成其他物质；
（5）根据镁和氮气反应必须除去空气中的水蒸气、氧气和二氧化碳除，先除去二氧化碳杂质气体然后除去水蒸气，最后除去氧气解答；
（6）根据题中所给信息反应⑤分析解答；
（7）根据镁不但能和氧气反应，还能和氮气、水蒸气反应解答．

解答 解：（1）该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属置换反应，故答案：置换反应；
（2）反应②③可知反应燃烧不一定要有氧气参加，故答案：B；
（3）镁和氮气反应必须除去空气中的水蒸气、氧气和二氧化碳，除去水蒸气选用浓硫酸，除去氧气用能在空气中燃烧的物质即可，除去二氧化碳用氢氧化钙溶液吸收，故答案：①选择B，目的：除去空气中的水蒸气；②选择D，目的：除去空气中的CO₂；③选择F，目的：除去空气中的O₂；
（4）A没有排完空气就加热会让空气中的氧气、氮气和水与镁反应生成其他物质，故答案：制得的氮化镁不纯；因为A装置没有排完空气前就加热会使空气中的氧气、CO₂、水蒸气等与镁反应生成其他物质；
（5）除去水蒸气选用浓硫酸，除去氧气用能与空气中氧气反应的物质即可，除去二氧化碳用氢氧化钙溶液吸收，但要先除去二氧化碳再干燥然后除去氧气，故答案：h，g→d，c→k，l；
（6）氮化镁能和水反应生成氢氧化镁和氨气，所以向生成测固体中滴加少量的水若冒出气泡证明产物中含有氮化镁，故答案：水；
（7）镁不但和氧气反应还能和氮气及水蒸气反应，所以用镁测定空气中氧气的含量会偏高，故答案：大于．

点评 本题考查了物质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的关键，题目难度中等．