Question

【題目】已知：鎂在空氣中燃燒生成氧化鎂和氮化鎂（Mg3N2）,氮化鎂與水反應生成氫氧化鎂和氨氣。

（1）寫出氮化鎂與水反應的化學方程式 ；

（2）a 克鎂在空氣中完全燃燒生成固體的總質量m為 ；（用含a 的式子表示m 的取值范圍）

（3）某學生對該混合物中氮化鎂的質量分數進行測定，設計如下實驗裝置

【查閱資料】

I．堿石灰是固體氧化鈣和氫氧化鈉的混合物，常用作干燥劑，不與NH3 反應。

II．2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4

III．NH3 是一種極易溶于水的氣體。

【實驗步驟】①檢查裝置的氣密性；②精確稱量鎂在空氣中燃燒后的固體5.00g 放入錐形

瓶中，稱量裝置C，連接好裝置；③關閉活塞K，打開A 中分液漏斗活塞，逐滴加入水，

至樣品恰好完全反應；④打開活塞K，鼓入空氣；⑤再次稱量裝置C，裝置C 增重0.34g。

請回答：

(一)裝置B 的作用是 ；

(二)裝置D 的作用是 ；

(三)實驗步驟④中鼓入空氣的目的是 ；

(四)固體混合物中Mg3N2 的質量分數為 ；

(五)實驗證明此方法測定的結果偏低，可能原因是 （寫一條）

Answer 1

【答案】（1）Mg3N2 +6H2O == 3Mg(OH)2 +2NH3 ↑；（2）1.39a<m<1.67

（3）干燥；防止空氣中的水蒸汽進入C裝置；使產生的氨氣完全被濃硫酸吸收；20%；有部分氨氣溶于水

【解析】

試題分析：（1）根據描述，氮化鎂與水反應生成氫氧化鎂和氨氣，故反應的化學方程式為：

Mg3N2 +6H2O == 3Mg(OH)2 +2NH3 ↑；

（2）鎂在空氣中燃燒可能生成氧化鎂，也可能生成氮化鎂，還可能是兩者的混合物，利用化學方程式，根據反應的質量比可分別計算出鎂與氮氣反應生成的氮化鎂，鎂與氧氣反應生成的氧化鎂的質量。a 克鎂在空氣中完全燃燒生成固體的總質量m就在兩者之間；

（3）（一）濃硫酸是常用的干燥劑，用于干燥氣體；

（二）氮化鎂與水反應生成氫氧化鎂和氨氣，該實驗是通過測定氨氣與濃硫酸反應增重的質量得到氨氣的質量，從而計算出氮化鎂的質量。故D裝置的作用是防止空氣中的水蒸汽進入C裝置中，導致實驗結果出現誤差；

（三）實驗步驟④中鼓入空氣的目的是使氨氣完全進入C裝置，使氨氣完全反應；

（四）裝置C 增重0.34g，說明氮化鎂與水反應生成的氨氣的質量為0.34g，利用化學方程式，根據反應的質量比即可計算出氮化鎂的質量；

設氮化鎂的質量為x，那么：

Mg3N2 +6H2O == 3Mg(OH)2 +2NH3 ↑

100 34

X 0.34g

100／34 =x／0.34g

X=1g

固體混合物中Mg3N2 的質量分數=1g／5g ×100%=20%

（五）氮化鎂與水反應生成的氨氣易溶于水，故可能有部分氨氣溶于水，導致測定的氨氣的質量偏小，計算出的氮化鎂的質量偏小。