Question

7．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{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO；②3Mg+N₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；③2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C；④Mg+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂↑； ⑤Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑
可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(yīng)是完全的，整套裝置的末端與干燥管相連）．

回答下列問(wèn)題：
（1）在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，除裝置A、D、E外，還應(yīng)選擇的裝置有BF（填字母代號(hào)），選擇裝置D目的為D的目的是除去空氣中的CO₂，避免反應(yīng)③發(fā)生；
（2）通氣后，應(yīng)先點(diǎn)燃F處的酒精燈；如果同時(shí)點(diǎn)燃A、F裝置的酒精燈，將會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低（填“偏高”或“偏低”）原因如果裝置F中的還原鐵粉沒(méi)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
（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)物是Mg₃N₂，寫出操作步驟、現(xiàn)象和結(jié)論：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．．

Answer 1

分析 （1）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，還原鐵粉是為了除去空氣中氧氣；
（2）通氣后，先排除空氣中的雜質(zhì)，所以應(yīng)該先點(diǎn)燃F；因?yàn)锳裝置沒(méi)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(méi)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；
（3）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）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B的作用是除去水蒸氣，濃氫氧化鈉D是除去空氣中二氧化碳，還原鐵粉F是為了除去空氣中氧氣，故除了裝置A、D、E外，還應(yīng)選擇的裝置有BF；D 目的是除去空氣中的CO₂，避免反應(yīng)③發(fā)生．
故答案為：BF；D的目的是除去空氣中的CO₂，避免反應(yīng)③發(fā)生；
（2）通氣后，先排除空氣中的雜質(zhì)，所以應(yīng)該先點(diǎn)燃F；因?yàn)锳裝置沒(méi)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(méi)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，則會(huì)使得Mg₃N₂的產(chǎn)量偏低．
故答案為：F；偏低；如果裝置F中的還原鐵粉沒(méi)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；
（3）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(shuō)明產(chǎn)物是氮化鎂．
故答案為：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．

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．