Question

（2013?煙臺模擬）某課外活動小組根據(jù)Mg與CO₂的反應原理，探究Mg與NO₂的反應及固體產(chǎn)物．該小組通過實驗確認Mg能在NO₂中燃燒，并對固體產(chǎn)物提出三種假設：
I．固體產(chǎn)物為MgO；Ⅱ．固體產(chǎn)物為Mg₃N₂；III．固體．產(chǎn)物為

固體為MgO和Mg₃N₂

．
已知：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+H₂O；Mg₃N₂與水發(fā)生劇烈反應．
回答下列問題：
（1）利用下列儀器組裝探究實驗裝置，按氣流方向，正確的連接順序是（每種儀器只用一次）：
a接

d或e

，

e或d

接

b或c

，

c或b

接

g

．

（2）裝置組裝好后，檢驗氣密性的方法是

對圓底燒瓶微熱，若插入氫氧化鈉溶液的導氣管口處冒氣泡，停止加熱，該導氣管中形成一段穩(wěn)定水柱，表示氣密性完好

．
（3）裝置A中發(fā)生反應的離子方程式為

Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O

．
（4）裝置C中盛裝的干燥劑可以是（填序號）

②④

．
①濃硫酸  ②無水CaCl₂  ③堿石灰  ④五氧化二瞵
（5）實驗開始時，先讓A中反應進行一段時間，待B中充滿紅棕色氣體后，再點燃B處酒精燈．這樣做的目的是

排凈裝置中的空氣，防止空氣干擾實驗

．
（6）實驗前鎂粉的質(zhì)量為12.00g，鎂粉完全反應后得到的同一固體殘留物稱量了三次，所得數(shù)據(jù)分別是17.00g、18.02g、17.98go以上數(shù)據(jù)能否

不能

（填“能”或“不能”）用托盤天平獲得．通過計算判斷以上假設

Ⅲ

是成立的．
（7）為了使測定結(jié)果更加準確，還需對組裝好的裝置進行的改進是

在裝置B和D之間連接一干燥裝置

．

Answer 1

分析：依據(jù)假設的可能分析判斷，I．固體產(chǎn)物為MgO；Ⅱ．固體產(chǎn)物為Mg₃N₂；III．固體產(chǎn)物為MgO和Mg₃N₂；
（1）裝置分析可知，濃硝酸和銅反應生成二氧化氮氣體中含有水蒸氣，按照氣體流向應是先通過干燥劑吸收水蒸氣，干燥的二氧化氮氣體通過熾熱的B裝置，鎂和二氧化氮反應，氮的氧化物是污染氣體不能排放到空氣中，需要通入氫氧化鈉溶液吸收；
（2）依據(jù)連接裝置中的氣體壓強和液面變化分析判斷裝置氣密性；
（3）銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，依據(jù)反應化學方程式書寫離子方程式；
（4）裝置C中盛裝的干燥劑不能和二氧化氮氣體反應；
（5）裝置中充滿二氧化氮氣體，排除空氣防止干擾實驗；
（6）托盤天平的精確度是0.1g；依據(jù)質(zhì)量增加計算分析判斷錯誤產(chǎn)物的成分；
（7）為防止生成的水蒸氣影響二氧化氮質(zhì)量的測定，需要在BD間加干燥裝置．

解答：解：依據(jù)假設的可能分析判斷，I．固體產(chǎn)物為MgO；Ⅱ．固體產(chǎn)物為Mg₃N₂；III．固體產(chǎn)物為MgO和Mg₃N₂，故答案為：MgO和Mg₃N₂；
（1）裝置分析可知，濃硝酸和銅反應生成二氧化氮氣體中含有水蒸氣，按照氣體流向應是先通過干燥劑吸收水蒸氣，干燥的二氧化氮氣體通過熾熱的B裝置，鎂和二氧化氮反應，氮的氧化物是污染氣體不能排放到空氣中，需要通入氫氧化鈉溶液吸收導氣管長進短處；裝置連接順序是a接d或e，e或d接b或c，c或b，g；
故答案為：d或e；e或d接b或c；c或b；g；
（2）連接裝置中的氣體壓強和液面變化分析判斷裝置氣密性，裝置組裝好后，檢驗氣密性的方法是，對圓底燒瓶微熱，若插入氫氧化鈉溶液的導氣管口處冒氣泡，停止加熱，該導氣管中形成一段穩(wěn)定水柱，表示氣密性完好；
故答案為：對圓底燒瓶微熱，若插入氫氧化鈉溶液的導氣管口處冒氣泡，停止加熱，該導氣管中形成一段穩(wěn)定水柱，表示氣密性完好；
（3）銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應的離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（4）裝置C是干燥二氧化氮氣體除去水蒸氣的作用，裝置C中盛裝的干燥劑不能和二氧化氮氣體反應，是固體干燥劑；
①濃硫酸不是固體干燥劑故①不符合；
②無水CaCl₂ 是中性干燥劑不和二氧化氮氣體反應，故②符合；
③堿石灰能吸收二氧化氮氣體，故③不符合；
④五氧化二磷是固體酸性干燥劑，不和二氧化氮氣體反應，可以干燥二氧化氮氣體，故④符合；
故選：②④；
（5）實驗開始時，先讓A中反應進行一段時間，待B中充滿紅棕色氣體后，再點燃B處酒精燈，目的是排凈裝置中的空氣，防止空氣干擾實驗；
故答案為：排凈裝置中的空氣，防止空氣干擾實驗；
（6）托盤天平的精確度是0.1g，鎂粉完全反應后得到的同一固體殘留物稱量了三次，所得數(shù)據(jù)分別是17.00g、18.02g、17.98g，所以托盤天平不能稱量得到，實驗前鎂粉的質(zhì)量為12.00g，鎂粉完全反應后得到的同一固體殘留物稱量了三次，所得數(shù)據(jù)分別是17.00g、18.02g、17.98g，平均質(zhì)量=

17.00+18.02+17.98

3

=17.67g；質(zhì)量增重17.67g-12.00g=5.67g，Mg～MgO～O，12g鎂物質(zhì)的量為0.5mol，增重8g，Mg～

1

3

Mg₃N₂ ～

2

3

N，12g鎂物質(zhì)的量為0.5mol，增重8g增重4.67g，而實驗稱量得到的固體增重
4.67g＜5.67g＜8g，所以生成的固體為MgO和Mg₃N₂的混合物，假設Ⅲ正確；
故答案為：不能；Ⅲ；
（7）為了使測定結(jié)果更加準確，還需對組裝好的裝置進行的改進是為防止生成的水蒸氣影響二氧化氮質(zhì)量的測定，需要在BD間加干燥裝置；
故答案為：在裝置B和D之間連接一干燥裝置．

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗探究和實驗設計，實驗基本操作的熟練掌握和準確應用，成分的計算判斷和實驗測定的裝置選擇是解題關鍵，題目難度中等．