Question

9．現(xiàn)擬在實(shí)驗(yàn)室里利用空氣和鎂粉為原料制取少量氮化鎂（Mg₃N₂）．要供選擇的裝置和藥品如圖所示（鎂粉、還原鐵粉均已干燥，裝置內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)是完全的）．
（1）寫(xiě)出制取氮化鎂的化學(xué)方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂ ．
（2）連接并檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，打開(kāi)自來(lái)水的開(kāi)關(guān)，將空氣從5升的儲(chǔ)氣瓶壓入反應(yīng)裝置，則氣流流經(jīng)導(dǎo)管的順序是（填入儀器接口字母編號(hào)）
（j）→（　�。�（　�。�→（　�。�（　　）→（　�。�（　�。�→（　　）（　�。�→（m）
（3）除裝置A、E外，還應(yīng)選擇的裝置（填字母代號(hào)）及其目的

裝置	目的

（4）通氣后，先點(diǎn)燃F處酒精燈，如果同時(shí)點(diǎn)燃A、F裝置的酒精燈，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？制得的氮化鎂將不純．
（5）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定是否有氮化鎂生成，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象．將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，將潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則說(shuō)明產(chǎn)物是氮化鎂．

Answer 1

分析 （1）用氮?dú)夂玩V在加熱的條件下生成氮化鎂，根據(jù)元素守恒可寫(xiě)出化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)先除雜后干燥的原理及固體加熱試管必須干燥的原理可將裝置進(jìn)行排序．氣體參與的物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)中裝置的連接一般順序是：制備氣體→除雜→干燥→制備→尾氣處理；
（3）根據(jù)題中信息可知Mg在空氣中點(diǎn)燃可以和O₂、CO₂、H₂O反應(yīng)，所以鎂和氮?dú)夥磻?yīng)必須將空氣中的O₂、CO₂、H₂O除去制得干燥純凈的N₂，濃硫酸作用是除去水蒸氣，濃氫氧化鈉是除去空氣中二氧化碳，還原粉為了除去空氣中氧氣，同時(shí)還應(yīng)防止裝置后面的空氣中水進(jìn)入裝置與氮化鎂反應(yīng)；
（4）因?yàn)锳裝置沒(méi)有排完空氣前就加熱會(huì)讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)，如果裝置F中的還原鐵粉沒(méi)有達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)，氧氣不能除盡，導(dǎo)致氧同鎂反應(yīng)，而使氮化鎂中混入氧化鎂；
（5）取適量產(chǎn)物放入試管中，滴加蒸餾水，將潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙靠近試管口，如果試管中的溶液出現(xiàn)渾濁，紅色石蕊試紙變藍(lán)，則可以證明有氮化鎂生成．

解答 解：（1）用氮?dú)夂玩V在加熱的條件下生成氮化鎂，反應(yīng)的方程式為3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂ ，
故答案為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂ ；
（2）氣體參與的物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)中裝置的連接一般順序是：制備氣體→除雜→干燥→制備→尾氣處理；所以除去空氣中的O₂、CO₂、H₂O制備氮化鎂，裝置連接順序是，j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b （或b→a）；
故答案為：j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b （或b→a）；
（3）根據(jù)題中信息可知Mg在空氣中點(diǎn)燃可以和O₂、CO₂、H₂O反應(yīng)，所以鎂和氮?dú)夥磻?yīng)必須將空氣中的O₂、CO₂、H₂O除去制得干燥純凈的N₂，濃硫酸作用是除去水蒸氣，濃氫氧化鈉是除去空氣中二氧化碳，還原粉為了除去空氣中氧氣，同時(shí)還應(yīng)防止裝置后面的空氣中水進(jìn)入裝置與氮化鎂反應(yīng)，所以除裝置A、E外，還應(yīng)選擇的裝置BDFG，各自的目的為

裝置	目的
B	除去水蒸氣
D	除去空氣中的二氧化碳
F	除去空氣中的氧氣
G	吸收空氣中的水蒸氣

，
故答案為：

裝置	目的
B	除去水蒸氣
D	除去空氣中的二氧化碳
F	除去空氣中的氧氣
G	吸收空氣中的水蒸氣

；
（4）因?yàn)锳裝置沒(méi)有排完空氣前就加熱會(huì)讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)，如果裝置F中的還原鐵粉沒(méi)有達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)，氧氣不能除盡，導(dǎo)致氧同鎂反應(yīng)，而使氮化鎂中混入氧化鎂，所以通氣后，先點(diǎn)燃F處酒精燈，
故答案為：F；制得的氮化鎂將不純；
（5）依據(jù)氮化鎂和水反應(yīng)生成氨氣，方程式為 Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑，將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，將潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則說(shuō)明產(chǎn)物是氮化鎂；
故答案為：將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，將潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則說(shuō)明產(chǎn)物是氮化鎂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室制備原理和裝置選擇，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．