Question

某課外活動(dòng)小組根據(jù)Mg與CO₂的反應(yīng)原理，探究Mg與NO₂的反應(yīng)及固體產(chǎn)物。該小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)Mg能在NO₂中燃燒，并對(duì)固體產(chǎn)物提出三種假設(shè)：
I．同體產(chǎn)物為MgO。
II．假設(shè)為_(kāi)_____________。
III．假設(shè)為：______________。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
資料信息：2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O
（1）如圖連接好儀器，裝藥品前如何檢驗(yàn)裝置的氣密性_______。

（2）裝置B中盛裝的干燥劑可以是（填序號(hào)）_______。
①濃硫酸   ②無(wú)水CaCl₂   ③堿石灰   ④五氧化二磷
（3）開(kāi)始打開(kāi)活塞k，讓A中反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間，待C中充滿(mǎn)紅綜色氣體后，關(guān)閉活塞k，再點(diǎn)燃C處酒精燈，同時(shí)D中堿液盛的很滿(mǎn)，這樣做的目的都是______________。
（4）E中收集到的氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度是14，該氣體是_______。
（5）實(shí)驗(yàn)得到固體殘留物的質(zhì)量是實(shí)驗(yàn)前Mg粉質(zhì)量的1.5倍，則假設(shè)_______成立。C中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_____________
（6）本實(shí)驗(yàn)中存在明顯缺陷，改進(jìn)措施是___________

Answer 1

Ⅱ．固體產(chǎn)物為Mg₃N₂
III．固體產(chǎn)物為MgO和Mg₃N₂
（1）關(guān)閉分液漏斗活塞和活塞K，將導(dǎo)氣管末端插入水中，對(duì)錐形瓶（或C處反應(yīng)管）微熱，若導(dǎo)氣管口有氣泡，停止加熱，導(dǎo)氣管中進(jìn)入一段水柱，表示氣密性良好。
（2）②④
（3）排凈裝置中空氣，防止空氣干撓實(shí)驗(yàn)。
（4）N₂
（5）假設(shè)III      4Mg+2NO₂4MgO+N₂    3Mg+N₂Mg₃N₂
（6）活塞K處的導(dǎo)氣管插入NaOH溶液中，進(jìn)行尾氣吸收。

試題解析：Mg與NO₂反應(yīng)，根據(jù)原子守恒，則產(chǎn)物可能是MgO、Mg₃N₂或MgO和Mg₃N₂
（1）檢驗(yàn)裝置氣密性通常用加熱法，即將各個(gè)活塞關(guān)閉，將導(dǎo)管末端伸入水中，微熱氣體發(fā)生裝置，看是否產(chǎn)生氣泡，停止加熱后，看導(dǎo)管中是否有一段水柱。
（2）NO₂可與濃硫酸、NaOH反應(yīng)，因此不能用濃硫酸、堿石灰干燥。
（3）為防止Mg與空氣中的N₂、O₂反應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，需排盡裝置中空氣。
（4）收集的氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度是14，則氣體的相對(duì)分子質(zhì)量是2×14=28，氣體為N₂。
（5）若產(chǎn)物只有MgO，則固體質(zhì)量是反應(yīng)前的≈1.7倍，若產(chǎn)物只有Mg₃N₂，則固體的質(zhì)量是反應(yīng)前的≈1.4倍，實(shí)驗(yàn)得到的固體質(zhì)量是反應(yīng)前的1.5倍，則得到的是MgO和Mg₃N₂的混合物，故假設(shè)III成立。
仿照Mg與CO₂的反應(yīng)，可知Mg與NO₂反應(yīng)生成MgO和N₂，產(chǎn)生N₂繼續(xù)和Mg反應(yīng)得到Mg₃N₂。
（6）比較明顯的缺陷是，排盡裝置空氣時(shí)，產(chǎn)生的NO₂在活塞k處直接排入空氣中，會(huì)污染環(huán)境，因此需將活塞k處的導(dǎo)管通入NaOH溶液中。