Question

镁是最轻的结构金属材料之一，又具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削性好、易于回收等优点。国内外将镁合金应用于汽车行业，以减重、节能、降低污染，改善环境。但金属镁性质活泼，能与空气中的O₂、N₂、CO₂等反应，也能与沸水反应。其中，Mg与N₂反应的产物Mg₃N₂与水反应：Mg₃N₂＋6H₂O＝3Mg(OH)₂＋2NH₃↑。请回答下列问题：

（1）甲组学生研究Mg能在CO₂气体中燃烧，并研究其产物。将镁条在空气中加热点燃后迅速插入盛放CO₂气体的集气瓶中，观察到的现象是_________________________；化学反应方程式是________________

（2）乙组学生根据上述甲组实验，认为Mg能在NO₂中燃烧，可能产物为MgO、N₂和Mg₃N₂。通过如下实验装置来验证反应产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)。

已知：NO₂气体能被NaOH吸收。NH₃·H₂O的电离常数与CH₃COOH电离常数相等，均为1.75×10^-5。

①乙组同学的装置中，依次连接的顺序为A____________(填字母序号)；装置B中的作用是_________

②确定产物中有N₂生成的实验现象为____________________________________

（3）设计实验证明：

①产物中存在Mg₃N_2:                                

②MgO和Mg(OH)₂溶于铵盐溶液是与NH₄⁺直接反应，不是与NH₄⁺水解出来的H⁺反应：           

Answer

（1）剧烈燃烧，发出耀眼白光，反应后在集气瓶内部附着白色粉末和黑色颗粒；2Mg+CO 2 2MgO+C（2）①BCBED；在 C 的两侧防止水蒸气进入 C 中与产物 Mg3N2反应②D 中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中（3）①取 C 中少量反应产物，加入到水中产生刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝②将①中加水后的溶液加热，赶走NH3后，再加入过量的 CH3COONH4溶液，固体溶解，说明 MgO 和 Mg(OH)2溶于铵盐溶液是与 NH4+直接反应，不是与NH4+水解出来的H+反应

【解析】

试题分析：（1）镁在二氧化碳中剧烈燃烧，发出耀眼白光，反应后在集气瓶内部附着白色粉末和黑色颗粒；反应的化学方程式为2Mg+CO 2 2MgO+C，故答案为：剧烈燃烧，发出耀眼白光，反应后在集气瓶内部附着白色粉末和黑色颗粒；2Mg+CO 2 2MgO+C；

（2）①浓硝酸与铜反应生成的二氧化氮中含有水蒸气，为了防止生成的Mg3N2与水反应，在进行二氧化氮与镁的反应前后均需要防止水蒸气进入，另外二氧化氮会污染空气，需要用氢氧化钠吸收，装置的连接顺序为ABCBED，故答案为：BCBED；在 C 的两侧防止水蒸气进入 C 中与产物 Mg3N2反应；

②若有N2生成，在D 中试剂瓶中将会有水被气体压入烧杯中，故答案为：D 中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中；

（3）①Mg3N2与水反应生成氢氧化镁和氨气，只要检验是否有氨气生成即可，故答案为：取 C 中少量反应产物，加入到水中产生刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝；

②要证明MgO和Mg(OH)2溶于铵盐溶液是与NH4+直接反应，不是与NH4+水解出来的H+反应，可以选用CH3COONH4溶液进行实验，因为CH3COONH4溶液显中性，故答案为：将①中加水后的溶液加热，赶走NH3后，再加入过量的 CH3COONH4溶液，固体溶解，说明 MgO 和 Mg(OH)2溶于铵盐溶液是与 NH4+直接反应，不是与NH4+水解出来的H+反应。

考点：考查了物质性质的探究实验的相关知识。