Question

某课外活动小组根据镁与CO₂的反应设计实验探究镁与NO₂的反应。

甲同学推测产物是MgO和N₂；

乙同学推测产物除了MgO和N₂外，固体中还可能含有Y。

该小组同学设计了以下装置探究镁与NO₂反应的固体产物，并测定其组成。

（1）实验开始时，先关闭止水夹后打开弹簧夹，再打开分液漏斗活塞，当硬质玻璃管充满红综色气体后，打开止水夹，关闭弹簧夹，最后点燃酒精灯。这样做的目的是___________________________________________________________

（2）装置B中的试剂可以选用________

A、浓硫酸       B、无水氯化钙      C、五氧化二磷      D、碱石灰

（3）装置C中盛装氢氧化钠溶液的作用是：___________________________________

（4）为保证生成气体体积的准确性，读取量筒刻度时应注意的问题是①气体恢复至室温再读数；②_______________________________；③______________________________。 

（5）实验结束后，同学们将固体产物取出与水反应，发现有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝。说明乙组同学推测正确，请写出Y与水反应的化学方程式__________________________________

（6）若初始加入镁粉质量为3.6 g，在足量的NO₂中充分反应后 ，收集到N₂体积为448mL (标准状况)，则产物中MgO的质量是_________

Answer

排除装置中空气，避免空气干扰 BC 吸收剩余NO2 调整量筒中液面与D中水平 视线与液体凹液面相切 Mg3N2+H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 4.8g

【解析】(1)实验开始时，先关闭止水夹后打开弹簧夹，再打开分液漏斗活塞，当硬质玻璃管充满红综色气体后，打开止水夹，关闭弹簧夹，最后点燃酒精灯。这样做可以排除装置中空气，避免空气干扰，故答案为：排除装置中空气，避免空气干扰；

(2)装置A中浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，生成的二氧化氮中混有水蒸气，装置B中的试剂需要除去其中的水蒸气，可以选用无水氯化钙和五氧化二磷等酸性固体干燥剂，故选BC；

(3)二氧化氮能够污染空气，并且与水反应生成一氧化氮，影响氮气的体积的测定，装置C中盛装氢氧化钠溶液可以吸收为反应的NO2，故答案为：吸收剩余的NO2；

(4)为保证生成气体体积的准确性，读取量筒刻度时应注意的问题是：①气体恢复至室温再读数；②调整量筒中液面与D中水平；③视线与液体凹液面相切，故答案为：调整量筒中液面与D中水平；视线与液体凹液面相切；

(5)实验结束后，同学们将固体产物取出与水反应，发现有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝，说明生成的气体为氨气，则固体产物中含有氮元素，根据参与反应的物质为镁和二氧化氮，可以判断固体产物为Mg3N2，Mg3N2与水反应的化学方程式为Mg3N2+H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑，故答案为：Mg3N2+H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑；

(6)镁的物质的量==0.15mol，反应生成氧化镁或氮化镁，失去电子0.3mol，标准状况下，N2体积为448mL，物质的量==0.02mol，得到了电子0.02mol×8=0.16mol，根据得失电子守恒，生成Mg3N2mol=0.01mol，根据镁原子守恒，生成的氧化镁为mol=0.12mol，质量为0.12mol×40g/mol=4.8g，故答案为：4.8g。