Question

5．某課外活動(dòng)小組探究鎂與CO₂、NO₂的反應(yīng)．
Ⅰ、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、白兩種固體分別是C和MgO；該小組采用類比Mg與CO₂反應(yīng)的思路對(duì)Mg與NO₂的反應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)：
寫(xiě)出Mg在NO₂中燃燒的化學(xué)方程式：4Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$4MgO+N₂．
反應(yīng)產(chǎn)生的固體中可能存在Mg₃N₂物質(zhì)（填化學(xué)式）．
Ⅱ、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以上猜測(cè)（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）寫(xiě)出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）裝置B中盛裝的干燥劑是（填序號(hào)）②；
①濃硫酸          ②無(wú)水CaCl₂ ③堿石灰
（3）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)正確的操作步驟是badc；
a．打開(kāi)A裝置中分液漏斗的旋塞滴入濃硝酸制取NO₂
b．打開(kāi)活塞K
c．點(diǎn)燃C處酒精燈
d．當(dāng)C處硬質(zhì)玻璃管內(nèi)充滿紅綜色氣體后，關(guān)閉活塞K
（4）D中NaOH溶液盛的很滿，這樣做的目的是使剩余NO₂氣體被NaOH溶液完全吸收；
（5）本實(shí)驗(yàn)中存在明顯缺陷，改進(jìn)措施是在活塞K處接一吸收NO₂的尾氣處理裝置．

Answer 1

分析 I、（1）鎂在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳和氧化鎂，Mg與NO₂的反應(yīng)類比Mg與CO₂反應(yīng)的思路寫(xiě)出；鎂可和空氣中的氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂；
Ⅱ、A裝置：銅和濃硝酸反應(yīng)制取二氧化氮，B裝置：干燥二氧化氮，C裝置：鎂和二氧化氮反應(yīng)，D裝置：吸收過(guò)量二氧化氮，E裝置：排水法收集氮?dú)�，F(xiàn)裝置：收集水．
（1）濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水；
（2）裝置B為U型干燥管，需盛放固體干燥劑，二氧化氮為酸性氣體，需用酸性或中性干燥劑；
（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）D裝置：吸收過(guò)量二氧化氮，盛的很滿，使剩余NO₂氣體被NaOH溶液完全吸收；
（5）二氧化氮為有毒氣體，需進(jìn)行尾氣處理．

解答 解：I、（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\;}}{\;}$2MgO+C，類比Mg與CO₂反應(yīng)的思路，鎂在二氧化氮?dú)怏w中反應(yīng)生成氧化鎂和氮?dú)�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：4Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$4MgO+N₂，鎂可和空氣中的氮?dú)夥磻?yīng)：3Mg+N₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂，反應(yīng)產(chǎn)生的固體中可能存在Mg₃N₂，
故答案為：4Mg+2NO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$4MgO+N₂；Mg₃N₂；
II、（1）濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，能和較不活潑金屬銅反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)方程式為：Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）裝置B為U型干燥管，需盛放固體干燥劑，①濃硫酸為液體干燥劑，不符合，②無(wú)水CaCl₂ 為中性干燥劑，所以能干燥二氧化氮，③堿石灰為堿性干燥劑，不能干燥二氧化氮，
故答案為：②； 
（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）依據(jù)反應(yīng)2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O分析，D中NaOH溶液主要吸收多余的二氧化氮?dú)怏w，盛的很滿，使剩余NO₂氣體被NaOH溶液完全吸收，
故答案為：使剩余NO₂氣體被NaOH溶液完全吸收；
（5）當(dāng)C處硬質(zhì)玻璃管內(nèi)充滿紅綜色氣體后，關(guān)閉活塞K，部分二氧化氮會(huì)從K處逸出，二氧化氮為有毒氣體，需進(jìn)行尾氣處理，存在明顯缺陷，改進(jìn)措施是在活塞K處接一吸收NO₂的尾氣處理裝置，
故答案為：在活塞K處接一吸收NO₂的尾氣處理裝置．

點(diǎn)評(píng) 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，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，注意鎂、氮及其化合物的性質(zhì)，題目難度中等．