Question

【題目】鎂是一種性質活潑的金屬，請回答下列問題：

(1)甲組同學通過實驗探究Mg能否在CO2氣體中燃燒，將鎂條在空氣中點燃后迅速插入盛有CO2氣體的集氣瓶中，觀察到鎂條劇烈燃燒，瓶內壁出現黑色固體顆粒等現象。寫出Mg在CO2中燃燒的化學方程式：__________

(2)乙組同學根據甲組實驗，推測Mg也能在NO2中燃燒，可能產物為MgO 、Mg3N2、和N2。請通過下圖所給裝置及藥品來驗證反應產物（夾持裝置省略，部分儀器可重復使用）。

已知：a. Mg3N2遇水強烈水解。

b. NO2氣體能被NaOH吸收。

c.25℃時，電離常數：CH3COOH的Ka=1.8×10-5 NH3·H2O的Ka=1.8×10-5

回答下列問題：

①乙組同學實驗裝置連接的正確順序為A→__________（填裝置字母）；裝置C中盛放的試劑是________。

②當實驗過程中出現_________現象時，才能開始加熱，確定產物中有N2生成的實驗現象為_________。

③裝置D中生成兩種物質的量相等的鈉鹽，其離子方程式為___________。

(3)設計實驗證明：

①產物中存在Mg3N2：__________________。

②Mg(OH)2與NH4+直接反應而溶解：_____________。

Answer 1

【答案】 2Mg+CO2C+2MgO C→B→C→D 無水CaCl2 B中充滿紅棕色氣體 裝置D的NaOH溶液中有氣泡逸出，導管出口處為無色無味氣體 2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O 取C中少量反應產物，加入適量水，有白色沉淀生成，且產生刺激性氣味的氣體，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍 取少量Mg(OH)2固體放入試管中，加入足量飽和CH3COONH4溶液，振蕩，固體能溶解，故得此結論

【解析】本題考查實驗設計方案的評價，（1）鎂條劇烈燃燒，瓶內有黑色固體產生，黑色固體為C，因此反應方程式為2Mg＋CO2MgO＋C；（2）①實驗目的是驗證反應產物，裝置A的作用是制備NO2，因為Mg3N2易水解，因此反應前應除去NO2中水蒸氣，因此通過裝置C除去水蒸氣，然后通入到裝置B中進行反應，NO2有毒，為防止污染空氣，需要進行尾氣處理，因為NO2能被NaOH溶液吸收，因此應用氫氧化鈉除去NO2，同時為防止氫氧化鈉溶液中水進入到裝置B中，因此B后接C裝置，再接裝置D，因此連接順序是A→C→B→C→D；因為裝置C為U型管，因此盛放的是固體，盛放無水CaCl2；②金屬鎂能與氧氣反應，因此點燃前，應除去裝置中的空氣，應先通一段時間的NO2，當B中充滿紅棕色氣體時，再點燃酒精燈；裝置D的NaOH溶液中有氣泡逸出，導管出口處為無色無味氣體，說明產生了N2；③NO2與NaOH發生歧化反應，生成NaNO3和NaNO2，兩者物質的量相等，通過化合價的升降法進行配平，離子反應式為：2NO2+2OH－=NO2－+NO3－+H2O；（3）①Mg3N2遇水強烈水解，發生Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑，通過驗證氨氣的存在，證明生成氮化鎂，即取C中少量反應產物，加入適量水，有白色沉淀生成，且產生刺激性氣味的氣體，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍 ；②根據信息c，醋酸和氨水的電離程度相同，即醋酸銨溶液顯中性，具體操作是 取少量Mg(OH)2固體放入試管中，加入足量飽和CH3COONH4溶液，振蕩，固體能溶解，故得此結論。