Question

19．Mg₃N₂是一种在工业上应用非常广泛的离子化合物，呈微黄色，遇水发生水解反应，需密封保存．某化学兴趣小组利用如下装置制取氮气，并用氮气制备Mg₃N₂．

（1）装置A中仪器a和b的名称分别是分液漏斗、圆底烧瓶．
（2）已知饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热可制备氮气．写出该反应的化学方程式NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O．
（3）装置D中所装的试剂名称是浓硫酸，实验开始时，需要排除装置内的空气，为了达到此目的，在装置C中盛放了酸性氯化亚铁溶液，该装置中发生反应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O． C、D装置能否对调不能（填“能”或“不能”）．
（4）实验结束后，取装置E的硬质玻璃管中的少量固体于试管中，加少量蒸馏水，把润湿的红色石蕊试纸放在管口，观察实验现象，该操作的目的是证明产物中是否有Mg₃N₂生成；再弃去上层清液，加入盐酸，观察是否有气泡产生，该操作的目的是证明产物中是否含有未反应的镁．
（5）写出E装置中反应的方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Mg₃N₂；Mg₃N₂的电子式．

Answer 1

分析 A装置制备氮气，B为安全瓶，防止C中的溶液倒吸进入A中，C中放氯化亚铁是为了检验装置中的空气是否除尽，D中浓硫酸干燥氮气，E装置中氮气与Mg反应生成氮化镁，加热条件下装置中氧气与Mg反应生成MgO，应先用氮气排尽装置内空气后再制备氮化镁，
（1）根据装置的构造判断仪器的名称，a为分液漏斗，b为圆底烧瓶；
（2）饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热制备氮气，根据氮元素化合价的升降守恒书写方程式；
（3）产生的氮气需干燥才能通入玻璃管中反应，D为干燥氮气的装置，C为了检验装置中的空气是否除尽；
（4）固体于试管中，加少量蒸馏水，把润湿的红色石蕊试纸放在管口，目的是验证产物中是否有Mg₃N₂生成，弃去上层清液，加入盐酸，观察是否有气泡产生，该操作的目的是验证产物中是否含有未反应的镁，
（5）E装置为氮气与镁高温加热发生反应生成氮化镁的装置，氮化镁为离子化合物．

解答 解：A装置制备氮气，B为安全瓶，防止C中的溶液倒吸进入A中，C中放氯化亚铁是为了检验装置中的空气是否除尽，D中浓硫酸干燥氮气，E装置中氮气与Mg反应生成氮化镁，加热条件下装置中氧气与Mg反应生成MgO，应先用氮气排尽装置内空气后再制备氮化镁，
（1）装置A中的a为分液漏斗，b为圆底烧瓶，故答案为：分液漏斗；圆底烧瓶；
（2）饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热制备氮气，根据氮元素化合价的升降守恒，反应的化学方程式为NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O，
故答案为：NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O；
（3）产生的氮气需干燥才能通入玻璃管中反应，D为干燥氮气的装置，选用浓硫酸作干燥剂；C中放氯化亚铁是为了检验装置中的空气是否除尽，若有氧气，二价铁会被氧化为三价铁，反应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，CD不能交换位置，如果交换，出来的氮气会带有水蒸气，进入E中会导致玻璃管炸裂，
故答案为：浓硫酸；4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O；不能；
（4）固体于试管中，加少量蒸馏水，把润湿的红色石蕊试纸放在管口，观察实验现象，该操作的目的是验证产物中是否有Mg₃N₂生成，若有，则氮化镁水解产生的氨气遇到试纸变蓝；弃去上层清液，加入盐酸，观察是否有气泡产生，该操作的目的是验证产物中是否含有未反应的镁，若有应该产生气泡，
故答案为：证明产物中是否有Mg₃N₂生成；证明产物中是否含有未反应的镁；
（5）E装置为氮气与镁高温加热发生反应生成氮化镁的装置，反应的方程式为3Mg+N₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Mg₃N₂，氮化镁的电子式为，
故答案为：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Mg₃N₂；．

点评 本题考查物质制备实验、物质含量测定等，关键是对制备原理与各装置的理解，注意制备中避免水解及杂质生成，题目综合考查学生对知识的迁移运用、分析能力、实验能力等，掌握元素化合  物性质与实验制备原则．