Question

全屬鎂具有很強(qiáng)的還原性，點(diǎn)燃的鎂條能在氨氣中劇烈燃燒，發(fā)生如下反應(yīng)：
    ①M(fèi)g+2NH₃

點(diǎn)燃

Mg（NH₂）₂+H₂
    ②Mg+NH₃

點(diǎn)燃

MgNH+H₂
（1）如圖裝置A所示，鎂條在HN₃中燃燒時(shí)，先落下的殘?jiān)�主要是Mg（NH₂）₂，后落下的殘?jiān)�主要是MgNH．其原因是

 

．
（2）為了使殘?jiān)�中Mg（NH₂）₂生成得更多，可以在鎂條燃燒前打開彈簧夾a，并將導(dǎo)管與充滿

 

氣體的裝置B連接，連接的導(dǎo)管接口為

 

（填編號(hào)“b”或“c”），理由是

 

（3）將固體殘?jiān)�在盛有水的燒杯中加熱至沸騰后，Mg（NH₂）₂和MgNH完全水解，產(chǎn)生Mg（OH）₂和NH₃．為了確保Mg（NH₂）₂和MgNH全部轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂，加熱過程中必要的操作是

 

．
（4）將沉淀過濾、洗滌、烘干后，稱得Mg（OH）₂的質(zhì)量為0.435g．又測得裝置B中剩余氣體的密度為氫氣的10倍，體積為896ml（以上數(shù)據(jù)均折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）．由此可推算出殘?jiān)�中各物質(zhì)的量之比

nMg(NH2)2

nMgNH

=

 

．然而將上述鎂帶燃燒過程在相同情況下重復(fù)多次．固體殘?jiān)�中�?shí)際所得Mg（NH₂）₂和MgNH的物質(zhì)的量之比總是小于該值，分析可能的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：鎂、鋁的重要化合物

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）根據(jù)題干提供的信息，鎂和氨氣反應(yīng)的量比進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)氨氣的密度比空氣小以及實(shí)驗(yàn)的目的進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榱舜_保Mg（NH₂）₂和MgNH全部轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂，通過不斷攪拌，促使反應(yīng)反應(yīng)物充分接觸，直至無NH₃檢出；
（4）裝置B中剩余氣體的密度為氫氣的10倍，則B中剩余氣體的平均摩爾質(zhì)量為20g/mol，體積為896ml（以上數(shù)據(jù)均折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），為0.04mol，根據(jù)Mg（NH₂）₂和MgNH全部轉(zhuǎn)化為氨氣的方程式進(jìn)行解答；固體殘?jiān)�中�?shí)際所得Mg（NH₂）₂和MgNH的物質(zhì)的量之比總是小于該值，可能是反應(yīng)放熱，導(dǎo)致氨氣外逸；

解答： 解：（1）鎂條能在氨氣中劇烈燃燒，開始氨氣濃度大發(fā)生反應(yīng)：①M(fèi)g+2NH₃

點(diǎn)燃

Mg（NH₂）₂+H₂，隨著反應(yīng)的進(jìn)行氨氣濃度變小發(fā)生②Mg+NH₃

點(diǎn)燃

MgNH+H₂，所以先落下的殘?jiān)�主要是Mg（NH₂）₂，后落下的殘?jiān)�主要是MgNH，
故答案為：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，NH₃逐漸減少；
（2）為了使殘?jiān)�中Mg（NH₂）₂生成得更多，須氨氣充足，須向A裝置補(bǔ)充氨氣，氨氣是密度比空氣小的氣體，所以須采用向下排空氣法的原理進(jìn)入A，所以連接的導(dǎo)管接口為c，
故答案為：氨氣，c，NH₃比空氣輕，可利用向上排空氣的原理使裝置B中的NH₃進(jìn)人裝置A；
（3）實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榱舜_保Mg（NH₂）₂和MgNH全部轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂，通過不斷攪拌，促使反應(yīng)反應(yīng)物充分接觸，同時(shí)讓生成的NH₃不斷逸出，直至無NH₃逸出，
故答案為：不斷攪拌，直至無NH₃逸出；
（4）裝置B中剩余氣體的密度為氫氣的10倍，則B中剩余氣體的平均摩爾質(zhì)量為20g/mol，為空氣和氨氣的混合氣體，體積為896ml（以上數(shù)據(jù)均折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），為0.04mol，設(shè)從裝置A中排出的空氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為X，則0.04X×29+0.04（1-X）×17=20，則X=0.01，Mg（NH₂）₂+2H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₃↑，MgNH+2H₂O=Mg（OH）₂↓+NH₃↑，Mg（OH）₂的質(zhì)量為0.435g，則n=

m

M

=

0.435g

58g/mol

=0.0075mol，根據(jù)鎂原子、氮原子守恒可得：n[Mg（NH₂）₂]+n[MgNH]=0.0075mol，2n[Mg（NH₂）₂]+n[MgNH]=0.01mol，解得：n[Mg（NH₂）₂]=0.0025mol，n[MgNH]=0.005mol，所以n[Mg（NH₂）₂]：n[MgNH]=1：2，由于鎂條劇烈燃燒時(shí)放出大量熱量，導(dǎo)致瓶B中氨氣部分外逸，實(shí)際消耗氨氣體積小于計(jì)算所得體積值，
故答案為：

1

2

；由于鎂條劇烈燃燒時(shí)放出大量熱量，導(dǎo)致瓶B中氨氣部分外逸，實(shí)際消耗氨氣體積小于計(jì)算所得體積值．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了鎂條能在氨氣中劇烈燃燒的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)題干信息結(jié)合鎂和氨氣的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．