Question

鎂在空氣中燃燒除生成MgO外，還可能生成Mg₃N₂。某校化學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，得到了一種能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍 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，解決了現有方法存在的原料成 本高、項目投資大、能耗高、副產品不好用等問題，其原理是將含鎂礦石粉（含氧化鎂）與 銨鹽混合,經過煅燒、水溶、過濾，得到粗鎂鹽溶液，并回收煅燒產生的氨。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

（1）NH₃（1分）    Mg₃N₂ + 6H₂O = 3Mg（OH）₂ + 2NH₃↑（1分）
（2）吸收生成的NH₃（1分）  
將裝置A中反應產生的NH₃全部驅趕到裝置C中（1分）（2分） 
（3）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（2分）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（2分） 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（2分）10%（2分）
（4）（NH₄）₂SO₄+MgOMgSO₄+2NH₃↑+H₂O（2分）

燃燒后的固體中含MgO和Mg₃N₂兩種物質，Mg₃N₂與水反應生成Mg（OH）₂，經灼燒，
固體最終全部變成MgO
Mg₃N₂   →   3 MgO    △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的質量分數為×100% =10%