Question

19．Mg₃N₂是一種在工業(yè)上應(yīng)用非常廣泛的離子化合物，室溫下為黃綠色固體，遇水發(fā)生水解反應(yīng)，需密封保存．某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置制取N₂，并用N₂制備Mg₃N₂．

（1）已知飽和NH₄Cl溶液與NaNO₂晶體混合加熱可制備氮氣，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O．
（2）裝置B的作用是防止發(fā)生倒吸，裝置D中所裝的試劑名稱是濃硫酸，實驗開始時，需要排除裝置內(nèi)的氧氣，為了達到此目的，在裝置C中盛放了酸性FeCl₂溶液，該裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺4Fe³+2H₂O．
（3）實驗結(jié)束后，取裝置E的硬質(zhì)玻璃管中的少量固體于試管中，加少量蒸餾水，把潤濕的紅色石蕊試紙放在管口，實驗現(xiàn)象為試紙變藍，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg₃N₂+6H₂O=2NH₃↑+3Mg（OH）₂↓．
（4）你認為產(chǎn)物中是否含有未反應(yīng)的鎂，請設(shè)計實驗證明：取少量產(chǎn)物于試管中，加適量蒸餾水，振蕩，靜置，棄去上層清液，加入稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則證明產(chǎn)物中含有未反應(yīng)的鎂；若沒有氣泡產(chǎn)生，則證明產(chǎn)物中沒有未反應(yīng)的鎂．
（5）寫出E裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg₃N₂，Mg₃N₂的電子式為．

Answer 1

分析 A裝置制備氮氣，B為安全瓶，防止C中的溶液倒吸進入A中，C中放氯化亞鐵是為了檢驗裝置中的空氣是否除盡，D中濃硫酸干燥氮氣，E裝置中氮氣與Mg反應(yīng)生成氮化鎂，加熱條件下裝置中氧氣與Mg反應(yīng)生成MgO，應(yīng)先用氮氣排盡裝置內(nèi)空氣后再制備氮化鎂，
（1）飽和氯化銨溶液與亞硝酸鈉晶體混合加熱制備氮氣，根據(jù)氮元素化合價的升降守恒書寫方程式；
（2）B為安全瓶，可防止倒吸，產(chǎn)生的氮氣需干燥才能通入玻璃管中反應(yīng)，D為干燥氮氣的裝置，C為了檢驗裝置中的空氣是否除盡；
（3）氮化鎂和水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣；
（4）先加入水除去氮化鎂，再加入鹽酸，如生成氣體，可說明含有鎂；
（5）E裝置為氮氣與鎂高溫加熱發(fā)生反應(yīng)生成氮化鎂的裝置，氮化鎂為離子化合物．

解答 解：A裝置制備氮氣，B為安全瓶，防止C中的溶液倒吸進入A中，C中放氯化亞鐵是為了檢驗裝置中的空氣是否除盡，D中濃硫酸干燥氮氣，E裝置中氮氣與Mg反應(yīng)生成氮化鎂，加熱條件下裝置中氧氣與Mg反應(yīng)生成MgO，應(yīng)先用氮氣排盡裝置內(nèi)空氣后再制備氮化鎂，
（1 ）飽和氯化銨溶液與亞硝酸鈉晶體混合加熱制備氮氣，根據(jù)氮元素化合價的升降守恒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O，
故答案為：NaNO₂+NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N₂↑+2H₂O；
（2）B為安全瓶，可防止倒吸，產(chǎn)生的氮氣需干燥才能通入玻璃管中反應(yīng)，D為干燥氮氣的裝置，選用濃硫酸作干燥劑；C中放氯化亞鐵是為了檢驗裝置中的空氣是否除盡，若有氧氣，二價鐵會被氧化為三價鐵，反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：防止發(fā)生倒吸；濃硫酸；4Fe²⁺+O₂+4H ⁺4Fe³+2H₂O；
（3）氮化鎂和水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣，反應(yīng)的方程式為Mg₃N₂+6H₂O=2NH₃↑+3Mg（OH）₂↓，把潤濕的紅色石蕊試紙放在管口，可觀察到試紙變藍，
故答案為：試紙變藍；Mg₃N₂+6H₂O=2NH₃↑+3Mg（OH）₂↓；
（4）固體于試管中，加少量蒸餾水，以除去Mg₃N₂；棄去上層清液，加入鹽酸，觀察是否有氣泡產(chǎn)生，該操作的目的是驗證產(chǎn)物中是否含有未反應(yīng)的鎂，若有應(yīng)該產(chǎn)生氣泡，
故答案為：取少量產(chǎn)物于試管中，加適量蒸餾水，振蕩，靜置，棄去上層清液，加入稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則 證明產(chǎn)物中含有未反應(yīng)的鎂；若沒有氣泡產(chǎn)生，則證明產(chǎn)物中沒有未反應(yīng)的鎂；
（5）E裝置為氮氣與鎂高溫加熱發(fā)生反應(yīng)生成氮化鎂的裝置，反應(yīng)的方程式為3Mg+N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg₃N₂，氮化鎂的電子式為，
故答案為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Mg₃N₂；．

點評 本題考查物質(zhì)制備實驗，為高考常見題型，注意把握對制備原理與各裝置的理解，注意制備中避免水解及雜質(zhì)生成，題目綜合考查學(xué)生對知識的遷移運用、分析能力、實驗?zāi)芰Φ�，掌握元素化�?nbsp; 物性質(zhì)與實驗制備原則．