Question

【題目】（10分）氮化鎂是一種應(yīng)用范圍非常廣泛的無機(jī)化合物，它可用于制備高硬度、高熱導(dǎo)、抗腐蝕、抗磨損和耐高溫的其它元素的氮化物，制備特殊的陶瓷材料等。某�；瘜W(xué)研究小組用鎂與氮?dú)夥磻?yīng)制備氮化鎂（Mg3N2），并用實(shí)驗(yàn)方法測定氮化鎂的純度。

I．制備氮化鎂

【查閱資料】

①(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

②飽和硫酸亞鐵溶液能吸收氧氣；稀硫酸能吸收氨氣。

③在常溫下或溫度不高的條件下鎂幾乎與水不反應(yīng)。

【實(shí)驗(yàn)】

制備氮化鎂的裝置示意圖如下：

（1）D裝置的作用是 ，G裝置的作用是 。

（2）E裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)先進(jìn)行 （選填“A”或“E”）處加熱，理由是 。

II．測定氮化鎂的含量

氮化鎂是淺黃色粉末，極易與水反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀和NH3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，氮化鎂（Mg3N2）中氮元素的化合價(jià)是 。

【定性分析】

步驟一:取少量氮化鎂樣品于試管中，加足量蒸餾水，試管底部有沉淀生成，試管口聞到有刺激性氣味的氣體生成。

步驟二:棄去上層清液，加入稀鹽酸，觀察到沉淀全溶且冒氣泡。該步驟中產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為 。

【定量測定】

按下圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（4）取氮化鎂樣品16g進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，I裝置增重3.4g，求該樣品中氮化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（請寫出計(jì)算過程）。

（5）球形干燥管的作用是 。

Answer 1

【答案】（1）吸收水蒸氣（或干燥氮?dú)猓?/span> 防止空氣中氧氣進(jìn)入E裝置

（2）3Mg+N2Mg3N2

（3）A 排盡裝置內(nèi)的空氣 （兩空共1分）Mg3N2 +6H2O==3Mg(OH)2+2NH3 ↑

-3 Mg+2HCl==MgCl2+H2↑

（4）62.5%（5）充分反應(yīng)，防止倒吸

【解析】

試題分析：【實(shí)驗(yàn)】（1）D裝置的試劑為濃硫酸，故其作用是吸收水蒸氣（或干燥氮?dú)猓?/span>，G裝置的作用是防止空氣中氧氣進(jìn)入E裝置 ；（2）E裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Mg+N2Mg3N2 （3）實(shí)驗(yàn)時(shí)先進(jìn)行點(diǎn)燃A 處酒精燈，以 排盡裝置內(nèi)的空氣 ；II．測定氮化鎂的含量氮化鎂是淺黃色粉末，極易與水反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀和NH3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg3N2 +6H2O==3Mg(OH)2+2NH3 ↑ ；根據(jù)化學(xué)式中元素的正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零得到氮化鎂（Mg3N2）中氮元素的化合價(jià) -3 價(jià)；【定性分析】:棄去上層清液，加入稀鹽酸，觀察到沉淀全溶且冒氣泡。說明前面的反應(yīng)中剩余金屬鎂，故該步驟中產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式Mg+2HCl==MgCl2+H2↑；【定量測定】

（4）解：設(shè)樣品中氮化鎂的質(zhì)量為x

Mg3N2 +6H2O==3Mg(OH)2+2NH3 ↑ 或 Mg3N2 ∽ 2NH3

100 34 100 34

X 3.4g X 3.4g

X=10g(1分)

Mg3N2=（1分）

答：樣品中氮化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62.5%

（5）球形干燥管的作用是充分反應(yīng)，防止倒吸