Question

3．某課外活動小組探究鎂與CO₂、NO₂的反應(yīng)．
（1）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)燃的鎂條能在CO₂氣體中繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生黑、白兩種固體，請用化學(xué)反應(yīng)方程式解釋該現(xiàn)象2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C．
（2）該小組采用類比Mg與CO₂反應(yīng)的思路對Mg與NO₂的反應(yīng)進(jìn)行預(yù)測：寫出Mg與NO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式4Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$4MgO+N₂．
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜測（用于連接玻璃管的乳膠管均內(nèi)襯錫紙）

資料信息：2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O
①裝置A中的試劑是NaOH溶液．
②干燥管作用是吸收NO₂避免環(huán)境污染，裝置B的作用是收集N₂．
③實(shí)驗(yàn)開始時正確的操作步驟是b→a→d→c．
a．通入NO₂    b．打開彈簧夾   c．點(diǎn)燃酒精燈
d．當(dāng)硬質(zhì)玻璃管充滿紅綜色氣體后，關(guān)閉彈簧夾
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，同學(xué)們觀察到與預(yù)測相符合的現(xiàn)象，但當(dāng)用水洗滌硬質(zhì)玻璃管時，固體遇水產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)．
①同學(xué)們認(rèn)為硬質(zhì)玻璃管中還發(fā)生了另一個反應(yīng)，該反應(yīng)的方程式為3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂（或7Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4MgO+Mg₃N₂）．
②請用化學(xué)方程式解釋加水產(chǎn)生該氣體的原因Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑．

Answer 1

分析 （1）黑色物質(zhì)為碳、白色物質(zhì)為氧化鎂，鎂在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳和氧化鎂；
（2）Mg與NO₂的反應(yīng)類比Mg與CO₂反應(yīng)的思路寫出；
（3）①依據(jù)猜想鎂條在二氧化氮?dú)怏w中燃燒生成氮?dú)夂脱趸�鎂，裝置中A的主要作用是吸收過量二氧化氮，依據(jù)反應(yīng)2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O分析應(yīng)選擇氫氧化鈉溶液；
②使裝置中充滿二氧化氮?dú)怏w，吸收過量的二氧化氮，防止污染空氣；B裝置是排水量氣法收集氮?dú)猓?br />③應(yīng)先在裝置中充滿二氧化氮?dú)怏w再進(jìn)行加熱，按照此操作順序進(jìn)行連接；
（4）①鎂在二氧化氮?dú)怏w中反應(yīng)生成氧化鎂和氮?dú)猓�氮�(dú)夂玩V在加熱條件下也可以反應(yīng)生成氮化鎂；
②能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為氨氣，氮化鎂和水反應(yīng)生成氨氣和氫氧化鎂沉淀．

解答 解：（1）點(diǎn)燃的鎂條能在CO₂氣體中繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生黑、白兩種固體為氧化鎂和碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C，
故答案為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C；
（2）類比Mg與CO₂反應(yīng)的思路，鎂在二氧化氮?dú)怏w中反應(yīng)生成氧化鎂和氮?dú)�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：4Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$4MgO+N₂，
故答案為：4Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$4MgO+N₂；
（3）①依據(jù)反應(yīng)2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O分析，裝置A主要吸收多余的二氧化氮?dú)怏w，需要用氫氧化鈉溶液，
故答案為：NaOH溶液；
②干燥管是在充滿二氧化氮?dú)怏w過程中避免污染氣體排放到空氣中污染空氣，B裝置是排水量氣方法收集反應(yīng)生成的氮?dú)猓?br />故答案為：吸收NO₂避免環(huán)境污染；收集N₂；
③應(yīng)先在裝置中充滿二氧化氮?dú)怏w再進(jìn)行加熱，防止空氣的影響，所以實(shí)驗(yàn)順序?yàn)閎adc，
故答案為：badc；
（4）①鎂在二氧化氮?dú)怏w中反應(yīng)生成氧化鎂和氮?dú)�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：7Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4MgO+Mg₃N₂，氮?dú)夂玩V在加熱條件下也可以反應(yīng)生成氮化鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂，
故答案為：7Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4MgO+Mg₃N₂（或3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂）；
②固體遇水產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，該氣體能使?jié)駶櫟氖�蕊試紙變藍(lán)，證明生成的是氨氣，說明氮化鎂和水反應(yīng)生成氨氣和氫氧化鎂沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑，
故答案為：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法和反應(yīng)現(xiàn)象的分析判斷，依據(jù)現(xiàn)象判斷產(chǎn)物是解題關(guān)鍵，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和逆向思維能力，題目難度中等．