Question

13．化學興趣小組同學在實驗室里利用空氣和鎂粉為原料制取少量氮化鎂（Mg₃N₂）．經查閱資料，已知實驗中可能會發(fā)生下列反應：
①2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO；             ②3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；
③2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C           ④Mg+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+H₂↑
⑤Mg₃N₂+6H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$3Mg（OH）₂+2NH₃↑
請你選擇圖中所需要的裝置和藥品進行實驗，其中還原鐵粉在加熱條件下易與氧氣發(fā)生反應，裝置內所發(fā)生的反應都是完全的．

回答下列問題；
（1）在設計實驗方案時，除裝置A、E外，還應選擇的裝置是（填字母代號）：BDF．選擇這些裝置的目的分別是：
①選擇裝置B，目的是除去空氣中的水蒸氣；
②選擇裝置D，目的是除去空氣中的CO₂；
③選擇裝置F，目的是除去空氣中的O₂；
（2）連接并檢查實驗裝置的氣密性．實驗開始時，打開自來水的開關使水流入裝置E中，將空氣從5升的儲氣瓶壓入反應裝置，則空氣流經導管的順序是（填字母代號）：j→h，g→d，c→k，l→a．
（3）通氣后如果同時點燃A、F裝置的酒精燈，對實驗結果產生的影響是制得的氮化鎂不純，原因是因為A裝置沒有排完空氣前就加熱會使空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應生成其他物質．
（4）請設計一個實驗，驗證產物生成了氮化鎂：將產物取少量置于試管中，加入適量熱水中，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，則說明產物是氮化鎂．
（5）反思：同學們對查閱資料的反應②和③進行分析，對燃燒有了重新的認識是燃燒不一定需要氧氣．如果在測定空氣中氧氣的體積含量時，把過量的紅磷改為過量的鎂帶通過燃燒來測定，測定的結果大于（填“大于”、“等于”或“小于”）$\frac{1}{5}$體積．

Answer 1

分析 （1）根據鎂和氮氣反應必須除去空氣中的水蒸氣、氧氣和二氧化碳，除去水蒸氣選用濃硫酸，除去氧氣用能在空氣中一定條件下與空氣中氧氣反應的物質即可，除去二氧化碳用氫氧化鈣溶液吸收進行分析；
（2）根據沒有排完空氣就加熱會讓空氣中的氧氣、氮氣和水與鎂反應生成其他物質進行分析；
（3）根據鎂和氮氣反應必須除去空氣中的水蒸氣、氧氣和二氧化碳除，先除去二氧化碳雜質氣體然后除去水蒸氣，最后除去氧氣解答；
（4）根據題中所給信息反應⑤進行分析解答；
（5）根據鎂不但能和氧氣反應，還能和氮氣、水蒸氣反應進行分析．

解答 解：（1）鎂和氮氣反應必須除去空氣中的水蒸氣、氧氣和二氧化碳，除去水蒸氣選用濃硫酸，除去氧氣用能在空氣中燃燒的物質即可，除去二氧化碳用氫氧化鈣溶液吸收，所以：①選擇B，目的：除去空氣中的水蒸氣；
②選擇D，目的：除去空氣中的CO₂；
③選擇F，目的：除去空氣中的O₂；
（4）A沒有排完空氣就加熱會讓空氣中的氧氣、氮氣和水與鎂反應生成其他物質；
（5）除去水蒸氣選用濃硫酸，除去氧氣用能與空氣中氧氣反應的物質即可，除去二氧化碳用氫氧化鈣溶液吸收，但要先除去二氧化碳再干燥然后除去氧氣，所以空氣流經導管的順序是：j→h，g→d，c→k，l→a；
（6）氮化鎂能和水反應生成氫氧化鎂和氨氣，所以設計的實驗是：將產物取少量置于試管中，加入適量熱水中，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，則說明產物是氮化鎂；
（7）鎂不但和氧氣反應還能和氮氣及水蒸氣反應，所以對燃燒的重新認識是：燃燒不一定需要氧氣，用鎂測定空氣中氧氣的含量會偏高．
故答案為：（1）B、D、F；
①選擇B，目的：除去空氣中的水蒸氣；
②選擇D，目的：除去空氣中的CO₂；
③選擇F，目的：除去空氣中的O₂；
（2）h，g→d，c→k，l；
（3）制得的氮化鎂不純；因為A裝置沒有排完空氣前就加熱會使空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應生成其他物質；
（4）將產物取少量置于試管中，加入適量熱水中，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，則說明產物是氮化鎂；
（5）燃燒不一定需要氧氣，大于．

點評 本題考查了物質制備原理和裝置選擇，實驗步驟的設計分析判斷、物質性質的應用是解題的關鍵，題目難度中等．