Question

9．現(xiàn)擬在實驗室里利用空氣和鎂粉為原料制取少量氮化鎂（Mg₃N₂）．要供選擇的裝置和藥品如圖所示（鎂粉、還原鐵粉均已干燥，裝置內(nèi)所發(fā)生的反應是完全的）．
（1）寫出制取氮化鎂的化學方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂ ．
（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，將空氣從5升的儲氣瓶壓入反應裝置，則氣流流經(jīng)導管的順序是（填入儀器接口字母編號）
（j）→（　�。�（　�。�→（　�。�（　�。�→（　　）（　�。�→（　�。�（　�。�→（m）
（3）除裝置A、E外，還應選擇的裝置（填字母代號）及其目的

裝置	目的

（4）通氣后，先點燃F處酒精燈，如果同時點燃A、F裝置的酒精燈，對實驗結(jié)果有何影響？制得的氮化鎂將不純．
（5）設計實驗確定是否有氮化鎂生成，寫出實驗操作、現(xiàn)象．將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，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(chǎn)物是氮化鎂．

Answer 1

分析 （1）用氮氣和鎂在加熱的條件下生成氮化鎂，根據(jù)元素守恒可寫出化學方程式；
（2）根據(jù)先除雜后干燥的原理及固體加熱試管必須干燥的原理可將裝置進行排序．氣體參與的物質(zhì)制備實驗中裝置的連接一般順序是：制備氣體→除雜→干燥→制備→尾氣處理；
（3）根據(jù)題中信息可知Mg在空氣中點燃可以和O₂、CO₂、H₂O反應，所以鎂和氮氣反應必須將空氣中的O₂、CO₂、H₂O除去制得干燥純凈的N₂，濃硫酸作用是除去水蒸氣，濃氫氧化鈉是除去空氣中二氧化碳，還原粉為了除去空氣中氧氣，同時還應防止裝置后面的空氣中水進入裝置與氮化鎂反應；
（4）因為A裝置沒有排完空氣前就加熱會讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應，如果裝置F中的還原鐵粉沒有達到反應溫度時，氧氣不能除盡，導致氧同鎂反應，而使氮化鎂中混入氧化鎂；
（5）取適量產(chǎn)物放入試管中，滴加蒸餾水，將潤濕的紅色石蕊試紙靠近試管口，如果試管中的溶液出現(xiàn)渾濁，紅色石蕊試紙變藍，則可以證明有氮化鎂生成．

解答 解：（1）用氮氣和鎂在加熱的條件下生成氮化鎂，反應的方程式為3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂ ，
故答案為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂ ；
（2）氣體參與的物質(zhì)制備實驗中裝置的連接一般順序是：制備氣體→除雜→干燥→制備→尾氣處理；所以除去空氣中的O₂、CO₂、H₂O制備氮化鎂，裝置連接順序是，j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b （或b→a）；
故答案為：j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b （或b→a）；
（3）根據(jù)題中信息可知Mg在空氣中點燃可以和O₂、CO₂、H₂O反應，所以鎂和氮氣反應必須將空氣中的O₂、CO₂、H₂O除去制得干燥純凈的N₂，濃硫酸作用是除去水蒸氣，濃氫氧化鈉是除去空氣中二氧化碳，還原粉為了除去空氣中氧氣，同時還應防止裝置后面的空氣中水進入裝置與氮化鎂反應，所以除裝置A、E外，還應選擇的裝置BDFG，各自的目的為

裝置	目的
B	除去水蒸氣
D	除去空氣中的二氧化碳
F	除去空氣中的氧氣
G	吸收空氣中的水蒸氣

，
故答案為：

裝置	目的
B	除去水蒸氣
D	除去空氣中的二氧化碳
F	除去空氣中的氧氣
G	吸收空氣中的水蒸氣

；
（4）因為A裝置沒有排完空氣前就加熱會讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應，如果裝置F中的還原鐵粉沒有達到反應溫度時，氧氣不能除盡，導致氧同鎂反應，而使氮化鎂中混入氧化鎂，所以通氣后，先點燃F處酒精燈，
故答案為：F；制得的氮化鎂將不純；
（5）依據(jù)氮化鎂和水反應生成氨氣，方程式為 Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑，將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，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(chǎn)物是氮化鎂；
故答案為：將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，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(chǎn)物是氮化鎂．

點評 本題考查了物質(zhì)實驗室制備原理和裝置選擇，實驗步驟的設計分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的應用是解題關鍵，題目難度中等．