题目内容
镁在空气中燃烧除生成MgO外，还可能生成Mg3N2．某校化学兴趣小组的同学利用镁在空气中燃烧后的固体（不含单质）进行实验，探究其组成．（1）甲组同学取一定量燃烧后的固体投入水中，得到了一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体的化学式为
（2）乙组同学为测定Mg3N2含量，用图示装置进行实验，充分反应后再加热A，其中浓硫酸的作用是
（3）丙组有的同学认为乙组同学的测定结果偏高，理由是
丙组同学进行了改进，他们将乙组同学实验中得到的难溶固体进行过滤、洗涤、干燥，并灼烧固体至恒重，测得其质量为4.08g．上述过程中，洗涤沉淀的操作是
（4）有一种用铵盐与含镁矿石混合煅烧制取氧化镁的方法，解决了现有方法存在的原料成本高、项目投资大、能耗高、副产品不好用等问题，其原理是将含镁矿石粉（含氧化镁）与铵盐混合，经过煅烧、水溶、过滤，得到粗镁盐溶液，并回收煅烧产生的氨．写出用固体（NH4）2SO4与含镁矿石粉煅烧的化学反应方程式
考点：性质实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体是氨气；氮化镁和水反应生成氢氧化镁和氨气，据此分析方程式；
（2）浓硫酸具有酸性，能吸收碱性气体氨气，氨气易溶于水，加热抑制氨气溶解，根据N原子守恒计算氮化镁质量；
（3）浓硫酸具有吸水性，能吸收水蒸气而导致测定结果偏高；
部分NH3滞留在装置内没有完全被浓硫酸吸收，从而造成结果偏低；
洗涤操作方法为：向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至完全浸没沉淀，待水全部流出后，重复操作；
根据Mg原子守恒计算氮化镁质量，再根据质量分数公式计算氮化镁质量分数；
（4）高温下，MgO和（NH4）2SO4反应生成MgSO4、NH3和H2O，据此书写反应方程式．
（2）浓硫酸具有酸性，能吸收碱性气体氨气，氨气易溶于水，加热抑制氨气溶解，根据N原子守恒计算氮化镁质量；
（3）浓硫酸具有吸水性，能吸收水蒸气而导致测定结果偏高；
部分NH3滞留在装置内没有完全被浓硫酸吸收，从而造成结果偏低；
洗涤操作方法为：向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至完全浸没沉淀，待水全部流出后，重复操作；
根据Mg原子守恒计算氮化镁质量，再根据质量分数公式计算氮化镁质量分数；
（4）高温下，MgO和（NH4）2SO4反应生成MgSO4、NH3和H2O，据此书写反应方程式．
解答：
解：（1）能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体是NH3；氮化镁和水反应生成氢氧化镁和氨气，反应方程式为Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2↓+2NH3↑，
故答案为：NH3； Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2↓+2NH3↑；
（2）氨气属于碱性气体，浓硫酸具有酸性，所以可以用浓硫酸吸收NH3，则浓硫酸的作用是吸收氨气；
氨气极易溶于水，升高温度抑制氨气溶解，所以加热能将装置A中反应生成的氨气全部驱赶到装置C中，从而减少实验误差；
C装置吸收的是氨气，根据N原子守恒得Mg3N2----2NH3，设氮化镁的质量为x，
Mg3N2----2NH3，
100 34
x ag
100：34=x：ag
x=
=
g，
故答案为：吸收生成的NH3；将装置A中反应产生的NH3全部驱赶到装置C中；
；
（3）浓硫酸具有吸水性，能吸收水蒸气而导致测定结果偏高，加热A能导致氨气中含有水蒸气，空气中含有水蒸气，所以NH3中的水蒸气以及外部空气中的水蒸气都可能进入C装置而被浓硫酸吸收，造成结果偏高；
部分NH3滞留在装置内导致没有完全被浓硫酸吸收，从而造成结果偏低；
洗涤操作方法为：向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至完全浸没沉淀，待水全部流出后，重复操作2-3次；
燃烧后的固体中含MgO和Mg3N2两种物质，Mg3N2与水反应生成Mg（OH）2，经灼烧，固体最终全部变成MgO，
设氮化镁的质量为m，
Mg3N2→3MgO△m（固体增重）
100g 20g
m 0.08g
100g：20g=m：0.08g，
m（Mg3N2）=
=0.4g
故镁在空气中燃烧后生成的固体中Mg3N2的质量分数为
×100%=10%，
故答案为：C装置的两侧无干燥装置，NH3中的水蒸气以及外部空气中的水蒸气都可能进入C装置而被浓硫酸吸收，造成结果偏高；可能有部分NH3滞留在装置内没有完全被浓硫酸吸收，从而造成结果偏低；向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至完全浸没沉淀，待水全部流出后，重复操作2～3次；10%；
（4）高温下，MgO和（NH4）2SO4反应生成MgSO4、NH3和H2O，所以该反应方程式为：（NH4）2SO4+MgO
MgSO4+2NH3↑+H2O，故答案为：（NH4）2SO4+MgO
MgSO4+2NH3↑+H2O．
故答案为：NH3； Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2↓+2NH3↑；
（2）氨气属于碱性气体，浓硫酸具有酸性，所以可以用浓硫酸吸收NH3，则浓硫酸的作用是吸收氨气；
氨气极易溶于水，升高温度抑制氨气溶解，所以加热能将装置A中反应生成的氨气全部驱赶到装置C中，从而减少实验误差；
C装置吸收的是氨气，根据N原子守恒得Mg3N2----2NH3，设氮化镁的质量为x，
Mg3N2----2NH3，
100 34
x ag
100：34=x：ag
x=
| 100×ag |
| 34 |
| 50a |
| 17 |
故答案为：吸收生成的NH3；将装置A中反应产生的NH3全部驱赶到装置C中；
| 50a |
| 17 |
（3）浓硫酸具有吸水性，能吸收水蒸气而导致测定结果偏高，加热A能导致氨气中含有水蒸气，空气中含有水蒸气，所以NH3中的水蒸气以及外部空气中的水蒸气都可能进入C装置而被浓硫酸吸收，造成结果偏高；
部分NH3滞留在装置内导致没有完全被浓硫酸吸收，从而造成结果偏低；
洗涤操作方法为：向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至完全浸没沉淀，待水全部流出后，重复操作2-3次；
燃烧后的固体中含MgO和Mg3N2两种物质，Mg3N2与水反应生成Mg（OH）2，经灼烧，固体最终全部变成MgO，
设氮化镁的质量为m，
Mg3N2→3MgO△m（固体增重）
100g 20g
m 0.08g
100g：20g=m：0.08g，
m（Mg3N2）=
| 100g×0.08g |
| 20g |
故镁在空气中燃烧后生成的固体中Mg3N2的质量分数为
| 0.4g |
| 4.0g |
故答案为：C装置的两侧无干燥装置，NH3中的水蒸气以及外部空气中的水蒸气都可能进入C装置而被浓硫酸吸收，造成结果偏高；可能有部分NH3滞留在装置内没有完全被浓硫酸吸收，从而造成结果偏低；向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至完全浸没沉淀，待水全部流出后，重复操作2～3次；10%；
（4）高温下，MgO和（NH4）2SO4反应生成MgSO4、NH3和H2O，所以该反应方程式为：（NH4）2SO4+MgO
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点评：本题考查性质实验方案设计，明确物质的性质及实验原理是解本题关键，难点是误差分析，要根据物质性质结合实验装置分析误差，同时考查学生分析问题的缜密性，题目难度中等．
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