Question

【題目】氮化鎂（Mg3N2） 是工業(yè)上應用廣泛的離子化合物，常溫下為淺黃色粉末，極易與水反應。某校化學興趣小組用鎂與氮氣反應制備Mg3N2，并測定氮化鎂的純度。

I．制備氮化鎂

己知：亞硝酸鈉和硫酸銨制取氮氣的反應劇烈放熱，產生氮氣的速度較快。

（1）制取氮氣的離子反應方程式為___________________

（2）實驗裝置（可重復使用）的連接順序為a→____，______→______，_____→______→h，i→_____，→b→c，（按氣流方向，用小寫字母表示）。

II．測定氮化鎂的含量

（3）定性分析

操作步驟	實驗現(xiàn)象	解釋原因
取少量氮化鎂樣品于試管 中，加足量蒸餾水	______________	①寫出反應的化學方程式 ____________
棄去上層清液，加入足量稀 鹽酸	觀察到固體全部溶解且冒氣泡	②冒氣泡的原因是 _______________

（4）定量測定

興趣小組設計了一個簡單的實驗測定氮化鎂的純度，將實驗操作補充完整（數(shù)據(jù)用字母表示，不用體現(xiàn)計算過程)。取ag的氮化鎂樣品于試管中，加入足量蒸餾水，__________________

Answer 1

【答案】 NH4++NO2-=N2↑+2H2O a→f g→b c→d e→h i→d e→b 試管底部有固體不溶物，有刺激性氣味的氣體產生 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑ 未反應的鎂與鹽酸反應產生氫氣 充分振蕩，過濾，洗滌，干燥，稱量固體質量為b，計算

【解析】I．（1）制備氮氣的反應其原理是2NaNO2和(NH4)2SO4中氮元素自身的歸中氧化還原反應。

（2）該實驗制備氮化鎂，其原理為N2＋3MgMg3N2，該反應在裝置B中進行；制得的氮氣中常混有氧氣（與鎂反應生成氧化鎂）、水蒸氣（使氮化鎂水解生成氫氧化鎂），因此用亞鐵鹽的還原性除去氧氣，D中用濃硫酸的吸水性除去水蒸氣；（3）氮化鎂與水反應生成氨氣和氫氧化鎂；鎂與冷水不反應，鎂與鹽酸反應放出氫氣；（4）氮化鎂與水反應生成難溶性的氫氧化鎂沉淀，根據(jù)氫氧化鎂的質量可計算氮化鎂個純度。

解析：I．（1）2NaNO2和(NH4)2SO4反應生成歸中反應，制備氮氣的離子反應方程式為NH4++NO2-=N2↑+2H2O；

（2）制取的氮氣先通過安全瓶，利用硫酸亞鐵的還原性除去氧氣，為防止水蒸氣使氮化鎂水解，用濃硫酸干燥氮氣，氮氣與鎂在裝置B中反應生成氮化鎂，再連接盛有濃硫酸的洗氣瓶防止水蒸氣進入使氮化鎂水解，所以實驗裝置的連接順序為a→f，g→b， c→d， e→h， i→d，e→b→c；

II．（3）氮化鎂與水反應生成氨氣和氫氧化鎂，方程式為Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3 ↑ ，所以現(xiàn)象為試管底部有固體不溶物，有刺激性氣味的氣體產生；鎂與冷水不反應，鎂與鹽酸反應放出氫氣；（4）氮化鎂與水反應生成難溶性的氫氧化鎂沉淀，根據(jù)氫氧化鎂的質量可計算氮化鎂個純度，所以實驗方案為：取ag的氮化鎂樣品于試管中，加入足量蒸餾水，充分振蕩，過濾，洗滌，干燥，稱量固體質量為b，計算。