Question

13．化學(xué)興趣小組同學(xué)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）．經(jīng)查閱資料，已知實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：
①2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO；             ②3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；
③2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C           ④Mg+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+H₂↑
⑤Mg₃N₂+6H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$3Mg（OH）₂+2NH₃↑
請(qǐng)你選擇圖中所需要的裝置和藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中還原鐵粉在加熱條件下易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，裝置內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)都是完全的．

回答下列問(wèn)題；
（1）在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，除裝置A、E外，還應(yīng)選擇的裝置是（填字母代號(hào)）：BDF．選擇這些裝置的目的分別是：
①選擇裝置B，目的是除去空氣中的水蒸氣；
②選擇裝置D，目的是除去空氣中的CO₂；
③選擇裝置F，目的是除去空氣中的O₂；
（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)使水流入裝置E中，將空氣從5升的儲(chǔ)氣瓶壓入反應(yīng)裝置，則空氣流經(jīng)導(dǎo)管的順序是（填字母代號(hào)）：j→h，g→d，c→k，l→a．
（3）通氣后如果同時(shí)點(diǎn)燃A、F裝置的酒精燈，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響是制得的氮化鎂不純，原因是因?yàn)锳裝置沒(méi)有排完空氣前就加熱會(huì)使空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)生成其他物質(zhì)．
（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)物生成了氮化鎂：將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量熱水中，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．
（5）反思：同學(xué)們對(duì)查閱資料的反應(yīng)②和③進(jìn)行分析，對(duì)燃燒有了重新的認(rèn)識(shí)是燃燒不一定需要氧氣．如果在測(cè)定空氣中氧氣的體積含量時(shí)，把過(guò)量的紅磷改為過(guò)量的鎂帶通過(guò)燃燒來(lái)測(cè)定，測(cè)定的結(jié)果大于（填“大于”、“等于”或“小于”）$\frac{1}{5}$體積．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鎂和氮?dú)夥磻?yīng)必須除去空氣中的水蒸氣、氧氣和二氧化碳，除去水蒸氣選用濃硫酸，除去氧氣用能在空氣中一定條件下與空氣中氧氣反應(yīng)的物質(zhì)即可，除去二氧化碳用氫氧化鈣溶液吸收進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)沒(méi)有排完空氣就加熱會(huì)讓空氣中的氧氣、氮?dú)夂退�與鎂反應(yīng)生成其他物質(zhì)進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)鎂和氮?dú)夥磻?yīng)必須除去空氣中的水蒸氣、氧氣和二氧化碳除，先除去二氧化碳雜質(zhì)氣體然后除去水蒸氣，最后除去氧氣解答；
（4）根據(jù)題中所給信息反應(yīng)⑤進(jìn)行分析解答；
（5）根據(jù)鎂不但能和氧氣反應(yīng)，還能和氮?dú)�、水蒸氣反�?yīng)進(jìn)行分析．

解答 解：（1）鎂和氮?dú)夥磻?yīng)必須除去空氣中的水蒸氣、氧氣和二氧化碳，除去水蒸氣選用濃硫酸，除去氧氣用能在空氣中燃燒的物質(zhì)即可，除去二氧化碳用氫氧化鈣溶液吸收，所以：①選擇B，目的：除去空氣中的水蒸氣；
②選擇D，目的：除去空氣中的CO₂；
③選擇F，目的：除去空氣中的O₂；
（4）A沒(méi)有排完空氣就加熱會(huì)讓空氣中的氧氣、氮?dú)夂退�與鎂反應(yīng)生成其他物質(zhì)；
（5）除去水蒸氣選用濃硫酸，除去氧氣用能與空氣中氧氣反應(yīng)的物質(zhì)即可，除去二氧化碳用氫氧化鈣溶液吸收，但要先除去二氧化碳再干燥然后除去氧氣，所以空氣流經(jīng)導(dǎo)管的順序是：j→h，g→d，c→k，l→a；
（6）氮化鎂能和水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣，所以設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是：將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量熱水中，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；
（7）鎂不但和氧氣反應(yīng)還能和氮?dú)饧八�蒸氣反�?yīng)，所以對(duì)燃燒的重新認(rèn)識(shí)是：燃燒不一定需要氧氣，用鎂測(cè)定空氣中氧氣的含量會(huì)偏高．
故答案為：（1）B、D、F；
①選擇B，目的：除去空氣中的水蒸氣；
②選擇D，目的：除去空氣中的CO₂；
③選擇F，目的：除去空氣中的O₂；
（2）h，g→d，c→k，l；
（3）制得的氮化鎂不純；因?yàn)锳裝置沒(méi)有排完空氣前就加熱會(huì)使空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)生成其他物質(zhì)；
（4）將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量熱水中，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；
（5）燃燒不一定需要氧氣，大于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)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)用是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．