Question

鎂在高溫下與O₂、N₂或CO₂均可以發(fā)生反應(yīng)，試解決下列問題．
（1）工業(yè)通常采用電解熔融氯化鎂冶煉金屬鎂，不以氧化鎂為原料的理由是

 

．
（2）將燃著的鎂條伸入盛滿CO₂的集氣瓶中，鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，瓶內(nèi)壁上有黑色物質(zhì)生成，化學(xué)方程式為

 

．
（3）由金紅石（TiO₂）制取單質(zhì)鈦（Ti），涉及到的反應(yīng)步驟為

金屬鎂的作用為

 

，在Ar氣氛中的進行的理由是

 

．
（4）現(xiàn)擬在實驗室里利用空氣和鎂粉為原料制取少量氮化鎂（Mg₃N₂）．已知：
Mg+H₂

△   .

MgO+H₂↑      Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑
可供選擇的裝置和藥品如圖所示．

①導(dǎo)管口間的連接次序是：a→

 

→

 

→

 

→h
②通氣后，應(yīng)先點燃

 

（填“B”或“C”）裝置的酒精燈，裝置A的作用是

 

，裝置E的作用是

 

．
③請設(shè)計一個簡單的小實驗驗證產(chǎn)物是氮化鎂

 

．

Answer 1

考點：鎂的化學(xué)性質(zhì),制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）MgO熔點很高，能耗太大，不經(jīng)濟；
（2）鎂與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳；
（3）四氯化鈦中鈦元素化合價為+4價與鎂反應(yīng)后化合價為0價，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，需要加還原劑；空氣中的O₂（CO₂或N₂）都能夠與金屬鎂反應(yīng)，為防止發(fā)生反應(yīng)，可以氬氣作保護氣；
（4）①空氣中含有二氧化碳和氧氣，分別通過A除去二氧化碳，通過D除去水蒸氣，通過C除去氧氣，在B中氮氣和鎂反應(yīng)生成氮化鎂，注意防止空氣中防止空氣中的水蒸氣進入與Mg₃N₂反應(yīng)，所以B后面接E；
②通氣后，先排除空氣中的雜質(zhì)，所以應(yīng)該先點燃C；通過A除去二氧化碳；空氣中的水蒸氣與Mg₃N₂反應(yīng)；
③氮化鎂與水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣，檢驗氨氣的存在即可證明有氮化鎂．

解答： 解：（1）MgO熔點很高，用電解熔融氯化鎂冶煉金屬鎂，能耗太大，不經(jīng)濟，
故答案為：MgO熔點很高，能耗太大；
（2）鎂與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Mg+CO₂

點燃  .

2MgO+C，
故答案為：2Mg+CO₂

點燃  .

2MgO+C；
（3）四氯化鈦中鈦元素化合價為+4價降低為0價被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，需要加入鎂作還原劑，空氣中的O₂（CO₂或N₂）都能夠與金屬鎂反應(yīng)，為防止發(fā)生反應(yīng)，可以氬氣作保護氣；
故答案為：作還原劑；氬氣作保護氣，防止高溫下Mg（或Ti）在空氣中的O₂（CO₂或N₂）作用
（4）①分別通過A除去二氧化碳，通過D除去水蒸氣，通過C除去氧氣，在B中氮氣和鎂反應(yīng)生成氮化鎂，注意防止空氣中防止空氣中的水蒸氣進入與Mg₃N₂反應(yīng)，所以B后面接E；所以正確的連接順序為：①a→（ g ）（ f ）→（ d ）（ e ）→（ b ）（ c ）→h；
故答案為：a→（ g ）（ f ）→（ d ）（ e ）→（ b ）（ c ）→h；
②通氣后，先排除空氣中的雜質(zhì)，所以應(yīng)該先點燃C；通過A除去二氧化碳；空氣中的水蒸氣與Mg₃N₂反應(yīng)；
故答案為：C； 除去空氣中的CO₂； 防止空氣中的水蒸氣進入與Mg₃N₂反應(yīng)；
③氮化鎂與水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣，檢驗氨氣的存在即可證明有氮化鎂，
故答案為：取少量產(chǎn)物置于試管中，加入適量水，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤濕的紅色石蕊試紙變藍，則說明產(chǎn)物是氮化鎂．

點評：本題為綜合題，主要考查了金屬鎂的性質(zhì)，題目難度中等，氮化鎂制備的實驗分析是難點，注意把握反應(yīng)的實質(zhì)和各個儀器的用途是解題的關(guān)鍵．