Question

2．镁是一种化学性质非常活泼的金属．在点燃或加热的条件下，能跟许多物质发生反应，制备氮化镁的装置示意图如图：

回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法是微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好．
（2）写出NaNO₂和（NH₄）₂SO₄反应制备氮气的化学方程式2NaNO₂+（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2N₂↑+Na₂SO₄+4H₂O；
（3）C的作用是除去氧气（及氮氧化物），D的作用是除去水蒸气，是否可以把C和D的位置对调并说明理由不能，对调后无法除去水蒸气；
（4）写出E中发生反应的化学方程式N₂+3Mg$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂；
（5）写出氮化镁和水反应的化学方程式Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂↓+2NH₃↑．

Answer 1

分析 亚硝酸钠饱和溶液和硫酸铵溶液混合加热生成氮气，缓冲瓶起到了防止倒吸的安全瓶作用，通过硫酸亚铁饱和溶液除去混入的氧气及其氮氧化物，通过装置D中的浓硫酸除去水蒸气，氮气通入装置E和镁粉反应生成氮化镁，装置F为缓冲瓶防止水蒸气进入装置E和氮化镁反应，装置G是为了除去剩余气体，
（1）利用装置内气体热胀冷缩检验装置的气密性；
由图中仪器结构可知，a为分液漏斗、b为圆底烧瓶；
（2）NaNO₂和（NH₄）₂SO₄反应生成氮气、硫酸钠与水，配平书写方程式；
（3）装置内含有氧气、反应生成的气体中可能含有氮的氧化物，装置C除去氧气（及氮氧化物）、D干燥氮气，防止对E装置反应的影响；
C、D对调后无法除去水蒸气；
（4）装置E中氮气与镁反应生成二氮化三镁；
（5）氮化镁和水反应生成氨气、氢氧化镁．

解答 解：（1）利用装置内气体热胀冷缩检验装置的气密性，检查装置气密性的方法是：微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好；
故答案为：微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好；
（2）NaNO₂和（NH₄）₂SO₄反应生成氮气、硫酸钠与水，配平后方程式为：2NaNO₂+（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2N₂↑+Na₂SO₄+4H₂O，
故答案为：2NaNO₂+（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2N₂↑+Na₂SO₄+4H₂O；
（3）装置内含有氧气、反应生成的气体中可能含有氮的氧化物，装置C除去氧气（及氮氧化物）、D干燥氮气，除去水蒸气，防止对E装置反应的影响；
C、D对调后无法除去水蒸气，故C、D不能对调，
故答案为：除去氧气（及氮氧化物）；除去水蒸气；不能，对调后无法除去水蒸气；
（4）装置E中氮气与镁反应生成二氮化三镁，反应方程式为：N₂+3Mg$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂，
故答案为：N₂+3Mg$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂ ；
（5）氮化镁和水反应生成氨气、氢氧化镁，反应的化学方程式为：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂↓+2NH₃↑，
故答案为：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂↓+2NH₃↑．

点评 本题以氮化镁的制备为载体，考查学生对实验装置的理解、元素化合物的性质、实验方案的设计等，是对学生综合能力的考查，需要学生基本扎实的基础与分析问题、解决问题的能力，题目难度中等．