Question

5．某課外活動小組探究鎂與CO₂、NO₂的反應．
Ⅰ、實驗發(fā)現(xiàn)點燃的鎂條能在CO₂氣體中繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生黑、白兩種固體分別是C和MgO；該小組采用類比Mg與CO₂反應的思路對Mg與NO₂的反應進行預測：
寫出Mg在NO₂中燃燒的化學方程式：4Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$4MgO+N₂．
反應產(chǎn)生的固體中可能存在Mg₃N₂物質(zhì)（填化學式）．
Ⅱ、設(shè)計實驗驗證以上猜測（用于連接玻璃管的乳膠管均內(nèi)襯錫紙）

資料信息：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O
（1）寫出A中發(fā)生反應的化學方程式：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）裝置B中盛裝的干燥劑是（填序號）②；
①濃硫酸          ②無水CaCl₂ ③堿石灰
（3）實驗開始時正確的操作步驟是badc；
a．打開A裝置中分液漏斗的旋塞滴入濃硝酸制取NO₂
b．打開活塞K
c．點燃C處酒精燈
d．當C處硬質(zhì)玻璃管內(nèi)充滿紅綜色氣體后，關(guān)閉活塞K
（4）D中NaOH溶液盛的很滿，這樣做的目的是使剩余NO₂氣體被NaOH溶液完全吸收；
（5）本實驗中存在明顯缺陷，改進措施是在活塞K處接一吸收NO₂的尾氣處理裝置．

Answer 1

分析 I、（1）鎂在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，Mg與NO₂的反應類比Mg與CO₂反應的思路寫出；鎂可和空氣中的氮氣反應生成氮化鎂；
Ⅱ、A裝置：銅和濃硝酸反應制取二氧化氮，B裝置：干燥二氧化氮，C裝置：鎂和二氧化氮反應，D裝置：吸收過量二氧化氮，E裝置：排水法收集氮氣，F(xiàn)裝置：收集水．
（1）濃硝酸具有強氧化性，銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水；
（2）裝置B為U型干燥管，需盛放固體干燥劑，二氧化氮為酸性氣體，需用酸性或中性干燥劑；
（3）應先在裝置中充滿二氧化氮氣體再進行加熱，按照此操作順序進行連接；
（4）D裝置：吸收過量二氧化氮，盛的很滿，使剩余NO₂氣體被NaOH溶液完全吸收；
（5）二氧化氮為有毒氣體，需進行尾氣處理．

解答 解：I、（1）點燃的鎂條能在CO₂氣體中繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生黑、白兩種固體為氧化鎂和碳，反應的化學方程式為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C，類比Mg與CO₂反應的思路，鎂在二氧化氮氣體中反應生成氧化鎂和氮氣，反應的化學方程式為：4Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$4MgO+N₂，鎂可和空氣中的氮氣反應：3Mg+N₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂，反應產(chǎn)生的固體中可能存在Mg₃N₂，
故答案為：4Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$4MgO+N₂；Mg₃N₂；
II、（1）濃硝酸具有強氧化性，能和較不活潑金屬銅反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應方程式為：Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）裝置B為U型干燥管，需盛放固體干燥劑，①濃硫酸為液體干燥劑，不符合，②無水CaCl₂ 為中性干燥劑，所以能干燥二氧化氮，③堿石灰為堿性干燥劑，不能干燥二氧化氮，
故答案為：②； 
（3）應先在裝置中充滿二氧化氮氣體再進行加熱，防止空氣的影響，所以實驗順序為badc，
故答案為：badc；
（4）依據(jù)反應2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O分析，D中NaOH溶液主要吸收多余的二氧化氮氣體，盛的很滿，使剩余NO₂氣體被NaOH溶液完全吸收，
故答案為：使剩余NO₂氣體被NaOH溶液完全吸收；
（5）當C處硬質(zhì)玻璃管內(nèi)充滿紅綜色氣體后，關(guān)閉活塞K，部分二氧化氮會從K處逸出，二氧化氮為有毒氣體，需進行尾氣處理，存在明顯缺陷，改進措施是在活塞K處接一吸收NO₂的尾氣處理裝置，
故答案為：在活塞K處接一吸收NO₂的尾氣處理裝置．

點評 本題考查物質(zhì)性質(zhì)實驗的設(shè)計和實驗驗證方法和反應現(xiàn)象的分析判斷，依據(jù)現(xiàn)象判斷產(chǎn)物是解題關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識解決實際問題的能力，注意鎂、氮及其化合物的性質(zhì)，題目難度中等．