Question

【題目】氮化鎂是一種淺黃色粉末，易水解生成氫氧化鎂和氨氣，常用于制備其它超硬、高導熱、耐高溫的氮化物。實驗室用以下裝置制取干燥、純凈的N2并與金屬鎂反應制取氮化鎂。

已知：Mg + 2NH3 Mg(NH2) 2+ H2

回答下列問題：

（1）裝置A的分液漏斗中盛裝的試劑是________；B、F中盛裝堿石灰的儀器名稱是_______。

（2）連接好裝置進行實驗前經檢查裝置的氣密性良好。其他實驗步驟如下：

①裝藥品 ②點燃C處酒精燈 ③點燃E處酒精燈 ④打開A中分液漏斗

正確的先后順序為_________________（填序號）。

（3）與分液漏斗相連通的橡膠管的作用是_________________________________。

（4）C中反應的化學方程式是_____________________________________________。

（5）D裝置的作用是_______________________________________________。

（6）若24.0g鎂放入E裝置中，實驗結束后稱得E增加了7.0g，則氮化鎂的產率是_________。

（7）設計簡單實驗證明E中得到的固體中含有氮化鎂________________________________

Answer 1

【答案】濃氨水干燥管①④②③平衡分液漏斗內外壓強，便于液體順利流下3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O吸收氨氣并干燥氮氣75.0%取所得固體放入試管中，滴入少量蒸餾水，用鑷子夾取一塊濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口，試紙變藍色，證明含有氮化鎂

【解析】

（1）裝置A是用生石灰和濃氨水制備NH3的裝置；由圖中儀器結構可知，B、F中盛裝堿石灰的儀器是干燥管；
（2）裝置內含有空氣，對E裝置反應會有影響，所以要先點燃C處酒精燈，利用產生的N2排除裝置中的空氣后，再點燃E處酒精燈；

（3）橡皮管起氣壓平衡管的作用，使漏斗里面的氣壓與燒瓶的始終相等；
（4）C中反應為氨氣和氧化銅在加熱條件下生成氮氣的反應，根據產物寫出化學方程式；
（5）E中鎂和氮氣反應，NH3和水蒸氣會干擾實驗，用裝置D除去；
（6）根據鎂的質量計算氮化鎂的理論產量，根據E增加的質量，即實際參加反應的氮氣質量計算氮化鎂的實際產量，氮化鎂的產率=實際產量/理論產量×100%；
（7）根據氮化鎂水解生成氫氧化鎂沉淀與氨氣，氨氣使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，據此設計證明有氮化鎂生成。

（1）裝置A是用生石灰和濃氨水制備NH3的裝置，所以裝置A的分液漏斗中盛裝的試劑是濃氨水；由圖中儀器結構可知，B、F中盛裝堿石灰的儀器是干燥管；

因此，本題正確答案為：濃氨水；干燥管；
（2）根據實驗裝置和制備原理，裝置內含有空氣，對E裝置反應會有影響，所以要先點燃C處酒精燈，利用產生的N2排除裝置中的空氣后，再點燃E處酒精燈，故正確的先后順序為①④②③；

因此，本題正確答案為：①④②③；

（3）橡皮管起氣壓平衡管的作用，使漏斗里面的氣壓與燒瓶的始終相等，便于液體順利流下；

因此，本題正確答案為：平衡分液漏斗內外壓強，便于液體順利流下；
（4）C中反應為氨氣和氧化銅在加熱條件下生成氮氣的反應，該反應為氧化還原反應，CuO被NH3還原為Cu，化學方程式為3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O；

因此，本題正確答案為：3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O；
（5）根據E中鎂和氮氣反應制取氮化鎂，NH3和水蒸氣會干擾實驗，要用裝置D除去，故D裝置的作用是吸收氨氣并干燥氮氣；

因此，本題正確答案為：吸收氨氣并干燥氮氣；
（6）24.0g鎂的物質的量為1mol，由方程式3Mg+N2Mg3N2可知，1mol Mg和足量的N2反應理論上能夠生成mol Mg3N2；E增加了7.0g，是參加反應的N2質量，則參加反應的N2物質的量為=0.25mol，則實際制得0.25mol Mg3N2，

所以氮化鎂的產率=×100%=75.0%；

因此，本題正確答案為：75.0%；
（7）由于氮化鎂與水反應后能放出氨氣，可以通過檢測氨氣的生成來測定是否有氮化鎂。方法為：取所得固體放入試管中，滴入少量蒸餾水，用鑷子夾取一塊濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口，試紙變藍色，證明含有氮化鎂，

因此，本題正確答案為：取所得固體放入試管中，滴入少量蒸餾水，用鑷子夾取一塊濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口，試紙變藍色，證明含有氮化鎂。