Question

【題目】氮化鎂(Mg3N2)可用于核廢料的回收，常溫下為淺黃色粉末，易水解。某興趣小組擬在實驗室里通過氮氣和鎂粉反應制取少量氮化鎂(Mg3N2)，制備裝置示意圖如下。

(1)工業上通常通過______________________獲取氮氣。

(2)裝置A中橡膠管a的作用是______________________。

(3)NaNO2和(NH4)2SO4反應制備氮氣的離子方程式______________________。

(4)裝置B的作用為______________________。

(5)檢驗Mg3N2水解生成氣體為NH3的方法為：取適量樣品放入試管中，滴加蒸餾水，加熱試管，_________________________________(填操作與現象)。

(6)為測定產物中Mg3N2純度，該小組稱取4.0g樣品加入足量10%NaOH溶液并加熱，生成的氣體全部用100.00mL 0.500mol·L－1的硫酸溶液吸收。將所得溶液稀釋到250.00mL，取25.00mL該溶液，用0.2000mol·L－1NaOH標準溶液滴定過剩的硫酸。重復實驗平均消耗NaOH溶液25.25mL。樣品中Mg3N2的質量分數為___________(保留一位小數)。滴定過程中若有NaOH溶液濺出，測定結果將___________(填“偏高”或“偏低”)

Answer 1

【答案】分離液態空氣 平衡壓強，使液體順利流下（連通管平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強）（使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同） NO2-+NH4+N2↑+2H2O 判斷裝置是否發生堵塞（調節壓強、平衡氣壓） 濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍（濕潤的pH試紙靠近試管口，試紙變藍） 61.9% 偏低

【解析】

(1)工業上通常通過分離液態空氣獲取氮氣；

(2)裝置A中橡膠管a可使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同，平衡壓強，使液體順利流下；

(3) NaNO2和(NH4)2SO4反應生成硫酸鈉、氮氣和水，以此書寫離子方程式；

(4)裝置B中盛有水，當裝置中發生堵塞，長玻璃導管液面會上升；

(5)檢驗NH3利用氨氣溶于水顯堿性，用濕潤的紅色石蕊試紙或濕潤的pH試紙檢驗；

(6) 根據反應關系：Mg3N2~2NH3~H2SO4，H2SO4~2NaOH計算；滴定過程中若有NaOH溶液濺出，則消耗的堿多，中和剩余酸多，則吸收氨氣的硫酸的量減小，所得樣品中Mg3N2質量減小，測定結果將偏低。

(1)工業上通常通過分離液態空氣獲取氮氣；

故答案為：分離液態空氣；

(2)裝置A中橡膠管a使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同，平衡壓強，使液體順利流下；

故答案為：平衡壓強，使液體順利流下；

(3) NaNO2和(NH4)2SO4反應生成硫酸鈉、氮氣和水，2NaNO2+(NH4)2SO4Na2SO4+ 2N2↑+4H2O，離子方程式為NO2-+NH4+N2↑+2H2O；

故答案為：NO2-+NH4+N2↑+2H2O；

(4)裝置B中盛有水，當裝置中發生堵塞，長玻璃導管液面會上升，所以裝置B可起到判斷裝置是否發生堵塞的作用；

故答案為：判斷裝置是否發生堵塞；

(5)檢驗NH3利用氨氣溶于水顯堿性，用濕潤的紅色石蕊試紙或濕潤的pH試紙檢驗，方法是：取適量樣品放入試管中，滴加蒸餾水，加熱試管，濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍（或濕潤的pH試紙靠近試管口，試紙變藍）；

故答案為：濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍（或濕潤的pH試紙靠近試管口，試紙變藍）；

(6) 根據反應關系：Mg3N2~2NH3~H2SO4，H2SO4~2NaOH，

與氫氧化鈉溶液反應的硫酸的物質的量：0.2000mol·L－125.2510-3L=2.52510-3mol，

吸收氨氣的硫酸的物質的量：0.500mol·L－10.1L-2.52510-3mol=0.02475mol，

則樣品中含Mg3N2的物質的量：n(Mg3N2)=n(H2SO4)= 0.02475mol，

則Mg3N2純度為：100%=61.9%，

滴定過程中若有NaOH溶液濺出，則消耗的堿多，中和剩余酸多，則吸收氨氣的硫酸的量減小，所得樣品中Mg3N2質量減小，測定結果將偏低。

故答案為：61.9%；偏低。