Question

20．現(xiàn)擬在實(shí)驗(yàn)室里利用空氣和鎂粉為原料制取少量氮化鎂（Mg₃N₂）．已知實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：
①2Mg+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO                        ②3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂
③2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+C                  ④Mg+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂↑
⑤Mg₃N₂+6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Mg（OH）₂↓+2NH₃↑   
所需裝置和藥品如圖所示（鎂粉、銅粉均已干燥，裝置內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)是完全的，整套裝置的末端與干燥管相連）．回答下列問題：

（1）連接并檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，打開自來水的開關(guān)，將空氣從儲(chǔ)氣瓶壓入反應(yīng)裝置，則氣流流經(jīng)導(dǎo)管的順序是（填字母代號(hào)）
i→j→h→g→d→c→k→l→a→b．
（2）裝置B的目的是除氣流中的水蒸汽、裝置C的目的是除去空氣中的CO₂、裝置E的目的是除去空氣中的氧氣．
（3）通氣后，能否同時(shí)點(diǎn)燃A、E裝置的酒精燈？（填“能、不能”）不能，原因因?yàn)锳裝置沒有排完空氣前就加熱會(huì)讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)，制得的氮化鎂將不純．
（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)物是氮化鎂：將產(chǎn)物取少量置于試管中，加入適量水，將潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則說明產(chǎn)物是氮化鎂．

Answer 1

分析 （1）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(jìn)行排序．氣體參與的物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)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；
（2）根據(jù)題中信息可知Mg在空氣中點(diǎn)燃可以和O₂、CO₂、H₂O反應(yīng)，所以鎂和氮?dú)夥磻?yīng)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，灼熱的鐵粉為了除去空氣中氧氣；
（3）因?yàn)锳裝置沒有排完空氣前就加熱會(huì)讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)，如果裝置F中的還原鐵粉沒有達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)，氧氣不能除盡，導(dǎo)致氧同鎂反應(yīng)，而使氮化鎂中混入氧化鎂；
（4）取適量產(chǎn)物放入試管中，滴加蒸餾水，將潤(rùn)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(lán)，則可以證明有氮化鎂生成．

解答 解：（1）氣體參與的物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)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，i→j→h→g→d→c→k→l→a→b；
故答案為：h；g；d；c；
（2）根據(jù)題中信息可知Mg在空氣中點(diǎn)燃可以和O₂、CO₂、H₂O反應(yīng)，所以鎂和氮?dú)夥磻?yīng)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，灼熱的鐵粉為了除去空氣中氧氣；
故答案為：除氣流中的水蒸汽；除去空氣中的CO₂；除去空氣中的氧氣；
（3）因?yàn)锳裝置沒有排完空氣前就加熱會(huì)讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)，如果裝置F中的還原鐵粉沒有達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí)，氧氣不能除盡，導(dǎo)致氧同鎂反應(yīng)，而使氮化鎂中混入氧化鎂；
故答案為：不能；因?yàn)锳裝置沒有排完空氣前就加熱會(huì)讓空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)，制得的氮化鎂將不純；
（4）依據(jù)氮化鎂和水反應(yīng)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(rùn)濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，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(rùn)濕的紅色石蕊試紙置于試管口，如果能夠看到潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則說明產(chǎn)物是氮化鎂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室制備原理和裝置選擇，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．