Question

3．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(xiě)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$\frac{25a}{18}$＜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(chēng)量鎂在空氣中燃燒后的固體5.00g放入錐形瓶中，稱(chēng)量裝置C，連接好裝置；③關(guān)閉活塞K，打開(kāi)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(kāi)活塞K，鼓入空氣；⑤再次稱(chēng)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(xiě)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(shū)寫(xiě)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
$\frac{48}{ag}$=$\frac{80}{x}$，$\frac{72}{ag}$=$\frac{100}{y}$，
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：$\frac{25a}{18}$＜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(shuō)明生成了0.34g氨氣，
Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑，
 100                   34
  z                   0.34g
$\frac{100}{z}$=$\frac{34}{0.34g}$，
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↑；$\frac{25a}{18}$＜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)．