Question

4．镁及其化合物在研究和生产中具有广泛用途．请回答下列问题．
（1）实验室欲用如图1的装置和药品制备少量氮化镁．（已知氮化镁易与水反应）

①A中盛装的是浓氨水，B中可盛装生石灰或氢氧化钠，二者混合可制取氨气．
②按照气流的方向连接装置：a接d、e接c、b接f．
③已知氨气有还原性，能还原氧化铜，生成物之一是空气的主要成分，该反应的化学方程式为2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3H₂O+3Cu．
④如果没有无水氯化钙装置，可能发生反应的化学方程式为Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑．
（2）碱式碳酸镁密度小，是橡胶制品的优良填料，可用复盐MgCO₃（NH₄）₂CO₃•H₂O作原料制得．如图2所示，按一定的固液比向三颈烧瓶中加入该含镁复盐和蒸馏水，放在恒温水浴中加热，开启搅拌器同时加入氨水，待温度达到40℃时，滴加卤水（氯化镁溶液）并继续滴入氨水，待反应一段时间后，过滤洗涤干燥，得到碱式碳酸镁产品．
①选择水浴加热方式的优点是使反应物受热均匀，温度容易控制．
②40℃复盐开始热解生成MgCO₃•3H₂O，该反应的方程式为MgCO₃•（NH₄）₂CO₃•H₂O+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO₃•3H₂O+2NH₃↑+CO₂↑；此时开始滴加卤水的目的是吸收复盐热解生成的氨气和部分二氧化碳．
③若制得的碱式碳酸镁的质量为m g，要确定其组成（不考虑微量杂质），还必需的数据有bd（填字母代号）．
a．碱式碳酸镁的密度    b．充分灼烧后，剩余固体的质量
c．灼烧时的温度和时间  d．灼烧时，测算得的标准状况下二氧化碳的体积．

Answer 1

分析 （1）该实验的原理是将：浓氨水滴加到生石灰或氢氧化钠固体上，得到氨气，利用氨气的还原性，与氧化铜反应得到氮气，干燥的氮气与镁粉反应得到氮化镁；
①浓氨水滴入生石灰溶解放热，使一水合氨分解生成氨气；
②用装置B制备氨气，通过装置中氧化铜氧化氨气生成铜、氮气和水，生成气体通过浓硫酸干燥得到纯净干净的氮气进入装置和镁反应生成氮化镁，最后无水氯化钙是防止空气中水蒸气进入硬质玻璃管，氮化镁易与水反应；
③氨气有还原性，能还原氧化铜，生成物之一是空气的主要成分为氮气，氨气被氧化铜氧化生成铜、氮气和水；
④氮化镁和水易发生反应生成氢氧化镁和氨气；
（2）此实验的原理是：按一定的固液比向三颈烧瓶中加入含镁复盐MgCO₃（NH₄）₂CO₃•H₂O和蒸馏水，放在恒温水浴中加热，开启搅拌器同时加入氨水，待温度达到40℃时，滴加卤水（氯化镁溶液）并继续滴入氨水，待反应一段时间后，过滤洗涤干燥，得到碱式碳酸镁产品；
①反应需要的温度低于100°C，需要水浴加热，可以使反应物受热均匀；
②40℃复盐开始热解生成MgCO₃•3H₂O，根据元素守恒和部分生成物可写出化学方程式；此时开始滴加卤水的目的是吸收热解生成的氨气和二氧化碳；
③若碱式碳酸镁的质量mg（不考虑微量杂质），充分灼烧后，要确定其组成，需要测得剩余固体的质量，产生的二氧他碳气体体积能计算得到组成；

解答 解：（1）浓氨水滴加到生石灰或氢氧化钠固体上，得到氨气，利用氨气的还原性，与氧化铜反应得到氮气，干燥的氮气与镁粉反应得到氮化镁；
①浓氨水滴入生石灰或氢氧化钠固体溶解放热，使一水合氨分解生成氨气，
故答案为：生石灰或氢氧化钠；
②用装置B制备氨气，通过装置中氧化铜氧化氨气生成铜、氮气和水，生成气体通过浓硫酸干燥得到纯净干净的氮气进入装置和镁反应生成氮化镁，最后无水氯化钙是防止空气中水蒸气进入硬质玻璃管，氮化镁易与水反应，装置按照气流的方向连接装置顺序为：adecbf，
故答案为：decbf；
③氨气有还原性，能还原氧化铜，生成物之一是空气的主要成分为氮气，氨气被氧化铜氧化生成铜、氮气和水，反应的化学方程式为：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3H₂O+3Cu，
故答案为：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3H₂O+3Cu；
④氮化镁和水易发生反应生成氢氧化镁和氨气，化学方程式为：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
故答案为：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
（2）按一定的固液比向三颈烧瓶中加入该含镁复盐和蒸馏水，放在恒温水浴中加热，开启搅拌器同时加入氨水，待温度达到40℃时，滴加卤水（氯化镁溶液）并继续滴入氨水，待反应一段时间后，过滤洗涤干燥，得到碱式碳酸镁产品；
①选择水浴加热方式的优点是，可以使反应物受热均匀；
故答案为：使反应物受热均匀，温度容易控制；
②40℃复盐开始热解生成MgCO₃•3H₂O，根据元素守恒可知，复盐开始热解生成MgCO₃•3H₂O，并有气体产生，该气体应为二氧化碳和氨气，所以反应的化学方程式为MgCO₃•（NH₄）₂CO₃•H₂O+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO₃•3H₂O+2NH₃↑+CO₂↑，此时开始滴加卤水的目的是吸收生成的氨气和二氧化碳，防止污染；
故答案为：MgCO₃•（NH₄）₂CO₃•H₂O+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO₃•3H₂O+2NH₃↑+CO₂↑；
吸收复盐热解生成的氨气和部分二氧化碳；
③已知制得的碱式碳酸镁可表示为xMgCO₃•yMg（OH）₂•H₂O．若碱式碳酸镁的质量mg（不考虑微最杂质），充分灼烧后，要确定其组成，需要测得剩余固体的质量，产生的二氧他碳气体体积，故选bd；
故答案为：bd．

点评 本题考查了物质组成和含量的实验探究过程分析，物质性质、实验基本操作、化学方程式书写等知识，题目难度中等．