Question

9．已知：鎂在空氣中燃燒生成氧化鎂和氮化鎂（Mg3N2），氮化鎂與水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣．
（1）寫出氮化鎂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
（2）a 克鎂在空氣中完全燃燒生成固體的總質(zhì)量m為$\frac{25a}{18}$g＜m＜$\frac{5a}{3}$g；（用含a 的式子表示m 的取值范圍）
（3）某學(xué)生對(duì)該混合物中氮化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行測(cè)定，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置

【查閱資料】
I．堿石灰是固體氧化鈣和氫氧化鈉的混合物，常用作干燥劑，不與NH₃反應(yīng)．
II.2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄
III．NH₃是一種極易溶于水的氣體．
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①檢查裝置的氣密性；
②精確稱量鎂在空氣中燃燒后的固體5.00g 放入錐形
瓶中，稱量裝置C，連接好裝置；
③關(guān)閉活塞K，打開A 中分液漏斗活塞，逐滴加入水，
至樣品恰好完全反應(yīng)；
④打開活塞K，鼓入空氣；
⑤再次稱量裝置C，裝置C 增重0.34g．
請(qǐng)回答：
（一）裝置B 的作用是吸收水蒸氣；
（二）裝置D 的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置中；
（三）實(shí)驗(yàn)步驟④中鼓入空氣的目的是使生成的氨氣完全被濃硫酸吸收；
（四）固體混合物中Mg₃N₂ 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%；
（五）實(shí)驗(yàn)證明此方法測(cè)定的結(jié)果偏低，可能原因是部分氨氣溶于水中 （寫一條）

Answer 1

分析 根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算；
堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳．

解答 解：（1）氮化鎂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
（2）設(shè)ag鎂和氧氣反應(yīng)生成的氧化鎂的質(zhì)量為x，ag鎂和氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂的質(zhì)量為y，
2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO，3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂，
 48          80   72          100
 ag          x    ag           y
$\frac{48}{80}=\frac{ag}{x}$
$\frac{72}{100}=\frac{ag}{y}$
x=$\frac{5a}{3}$g，y=$\frac{25a}{18}$g，
因此ag鎂在空氣中完全燃燒生成固體的總質(zhì)量m為：$\frac{25a}{18}$g＜m＜$\frac{5a}{3}$g；
（一）裝置B的作用是吸收水蒸氣；
（二）裝置D的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置中；
（三）實(shí)驗(yàn)步驟④中鼓入空氣的目的是使生成的氨氣完全被濃硫酸吸收；
（四）設(shè)氮化鎂的質(zhì)量為z，
裝置C增重0.34g，說明生成了0.34g氨氣，
Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑，
 100                   34
  z                   0.34g
$\frac{100}{34}=\frac{z}{0.34g}$，
z=1g，
固體混合物中Mg₃N₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{1g}{5g}$×100%=20%；
（五）實(shí)驗(yàn)證明此方法測(cè)定的結(jié)果偏低，可能原因是部分氨氣溶于水中．
故填：Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑；$\frac{25a}{18}$g＜m＜$\frac{5a}{3}$g；吸收水蒸氣；防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置中；使生成的氨氣完全被濃硫酸吸收；20%；部分氨氣溶于水中．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．