Question

19．Mg₃N₂是一种在工业上应用非常广泛的离子化合物，室温下为黄绿色固体，遇水发生水解反应，需密封保存．某化学兴趣小组利用如图装置制取N₂，并用N₂制备Mg₃N₂．

（1）已知饱和NH₄Cl溶液与NaNO₂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．
（2）装置B的作用是防止发生倒吸，装置D中所装的试剂名称是浓硫酸，实验开始时，需要排除装置内的氧气，为了达到此目的，在装置C中盛放了酸性FeCl₂溶液，该装置中发生反应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+4H⁺4Fe³+2H₂O．
（3）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，实验现象为试纸变蓝，发生反应的化学方程式为Mg₃N₂+6H₂O=2NH₃↑+3Mg（OH）₂↓．
（4）你认为产物中是否含有未反应的镁，请设计实验证明：取少量产物于试管中，加适量蒸馏水，振荡，静置，弃去上层清液，加入稀盐酸，若有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁；若没有气泡产生，则证明产物中没有未反应的镁．
（5）写出E装置中反应的化学方程式：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Mg₃N₂，Mg₃N₂的电子式为．

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）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；
（2）B为安全瓶，可防止倒吸，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；
（3）氮化镁和水反应生成氢氧化镁和氨气；
（4）先加入水除去氮化镁，再加入盐酸，如生成气体，可说明含有镁；
（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 ）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；
（2）B为安全瓶，可防止倒吸，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，
故答案为：防止发生倒吸；浓硫酸；4Fe²⁺+O₂+4H ⁺4Fe³+2H₂O；
（3）氮化镁和水反应生成氢氧化镁和氨气，反应的方程式为Mg₃N₂+6H₂O=2NH₃↑+3Mg（OH）₂↓，把润湿的红色石蕊试纸放在管口，可观察到试纸变蓝，
故答案为：试纸变蓝；Mg₃N₂+6H₂O=2NH₃↑+3Mg（OH）₂↓；
（4）固体于试管中，加少量蒸馏水，以除去Mg₃N₂；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：取少量产物于试管中，加适量蒸馏水，振荡，静置，弃去上层清液，加入稀盐酸，若有气泡产生，则 证明产物中含有未反应的镁；若没有气泡产生，则证明产物中没有未反应的镁；
（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，为高考常见题型，注意把握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．