Question

【題目】鎂在空氣中燃燒除生成MgO外，還可能生成Mg3N2。某�；瘜W興趣小組的同學利用鎂在空氣中燃燒后的固體（不含單質）進行實驗，探究其組成。

（1）甲組同學取一定量燃燒后的固體投入水中，得到了一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍 的氣體，該氣體的化學式為__________，說明固體中含有Mg3N2，生成該氣體的化學反應方程式為_________________________。

（2）乙組同學為測定Mg3N2含量，用圖示裝置進行實驗，充分反應后再加熱A。其中濃硫酸的作用是_____，對A加熱的目的是______________________________________。已知加入的固體質量為4.0g，最終C裝置增重ag，則固體中含Mg3N2 _______g（用含a的式子表示）。

（3）丙組有的同學認為乙組同學的測定結果偏高，理由是__________________________________________________________________________________________________。

有的同學認為乙組同學的測定結果偏低，理由是____________________________________________________________________________________________________________。

丙組同學進行了改進，他們將乙組同學實驗中得到的難溶固體進行過濾、洗滌、干燥，并

灼燒固體至恒重，測得其質量為4.08g。上述過程中，洗滌沉淀的操作是_______________________________________________________________________________________。

鎂在空氣中燃燒后生成的固體中Mg3N2的質量分數(shù)為_____________。

（4）有一種用銨鹽與含鎂礦石混合煅燒制取氧化鎂的方法，解決了現(xiàn)有方法存在的原料成 本高、項目投資大、能耗高、副產(chǎn)品不好用等問題，其原理是將含鎂礦石粉（含氧化鎂）與 銨鹽混合,經(jīng)過煅燒、水溶、過濾，得到粗鎂鹽溶液，并回收煅燒產(chǎn)生的氨。寫出用固體（NH4）2SO4與含鎂礦石粉煅燒的化學反應方程式__________________________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】NH3 Mg3N2 + 6H2O = 3Mg（OH）2 + 2NH3↑ 吸收生成的NH3 將裝置A中反應產(chǎn)生的NH3全部驅趕到裝置C中 C裝置的兩側無干燥裝置，NH3中的水蒸氣以及外部空氣中的水蒸氣都可能進入C裝置而被濃硫酸吸收，造成結果偏高 可能有部分NH3滯留在裝置內沒有完全被濃硫酸吸收，從而造成結果偏低 向過濾器中的沉淀上加蒸餾水至完全浸沒沉淀，待水全部流出后，重復操作2~3次 10% （NH4）2SO4+MgOMgSO4+2NH3↑+H2O

【解析】

(1)能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體是NH3，Mg3N2與水反應生成Mg(OH)2和NH3。

(2)濃硫酸是酸性干燥劑，可吸收NH3，對A加熱可促使NH3揮發(fā)，使反應產(chǎn)生的NH3全部被C裝置吸收，則由關系式Mg3N2～2NH3可求出a g NH3對應g Mg3N2。

(3)A裝置中產(chǎn)生的NH3會含有水蒸氣，C裝置中濃H2SO4既吸收NH3，也吸收NH3中的水蒸氣，而且C裝置后未連接隔絕空氣中水蒸氣的裝置，所以C裝置增重的a g中包括水蒸氣的質量，造成測定結果偏高。反應產(chǎn)生的NH3在反應結束后由于氣壓的原因無法全部被排出，而在裝置中滯留一部分，造成產(chǎn)生的NH3不能全部被濃硫酸吸收，所以會造成測定結果偏低。

丙組同學所得4.08 g固體是MgO，包括原混合物中的MgO和Mg3N2轉化來的MgO(Mg3N2～3Mg(OH)2～3MgO)，

Mg3N2→ 3MgO △m（固體增重）

100g 120g 20g

m（Mg3N2） 0.08g

100g：20g= m（Mg3N2）：0.08g，解得m（Mg3N2）=0.4g

故鎂在空氣中燃燒后生成的固體中Mg3N2的質量分數(shù)為×100% =10%。

(4)含鎂礦石粉中含MgO，MgO與(NH4)2SO4高溫反應生成MgSO4、NH3和H2O。