Question

【題目】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）寫出鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂的化學方程式 ；氮化鎂與水反應的化學方程式 ；

（2）12克鎂在空氣中完全燃燒生成固體的最大值為 g、最小值為 g。

（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】檢查裝置的氣密性→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→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→打開活塞K→鼓入空氣→再次稱量裝置C，裝置C 增重0.34g。

請回答：

①裝置B 的作用是 ；

②裝置D 的作用是 ；

③實驗步驟④中鼓入空氣的目的是 ；

④固體混合物中Mg3N2 的質量分數為 ；

⑤實驗證明此方法測定的結果偏低，可能原因是 （寫一條即可）

Answer 1

【答案】（1）3Mg+ N2Mg3N2 Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑（2）20 16.67

（3）①吸收水蒸氣 ②防止空氣中的水蒸氣進入C裝置中 ③使生成的氨氣完全被濃硫酸吸收

④20% ⑤部分氨氣溶于水中。

【解析】

試題分析：（1）鎂和氮氣燃燒生成氮化鎂；氮化鎂和水反應生成氫氧化鎂和氨氣；

（2）極端假設：若全與氧氣反應生成氧化鎂；若全與氮氣反應生成氮化鎂；

3Mg + N2 Mg3N2 2Mg + O2 2MgO

72 100 48 80

12g x 12g y

72/12g=100/x , x=16.67g 48/12g=80/y , y=20g

因此最大值為20g，最小值為16.67g；

（3）①為干燥裝置，吸收水蒸氣； ②也為干燥裝置，防止空氣中的水蒸氣進入C裝置中，避免產生干擾； ③將存留在儀器空間內的氨氣全部排擠入濃硫酸；

④設質量分數為x；Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑

100 34

5gx 0.34g

100/5gx=34/0.34g , x=20%;

⑤存留在儀器內的氨氣全部會吸收，那么只能猜測是反應裝置中的溶液溶解了部分氨氣。