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氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物,它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物,制备特殊的陶瓷材料等.某校化学研究小组用镁与氮气反应制
题目详情
氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物,它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物,制备特殊的陶瓷材料等.某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮化镁(Mg3N2),并用实验方法测定氮化镁的纯度.
Ⅰ:制备氮化镁
【查阅资料】
①(NH4)2SO4+2NaNO2
2N2↑+Na2SO4+4H2O,该反应为放热反应.
②饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气;稀硫酸能吸收氨气.
③在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应.
【实验】
制备氮化镁的装置示意图如图甲(A-G):
![作业帮](http://img.zuoyebang.cc/zyb_cae41eea416c3c79c31756609a06a5fe.jpg)
(1)D装置的作用是___,G装置的作用是___.
(2)E装置中发生反应的化学方程式为___.
(3)实验时先进行___(选填“A”或“E”)处加热,理由是___.
Ⅱ:测定氮化镁的含量
氮化镁是浅黄色粉末,极易与水反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3,反应的化学方程式为___,氮化镁(Mg3N2)中氮元素的化合价是___.
【定性分析】
步骤一:取少量氮化镁样品于试管中,加足量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,试管口闻到有刺激性气味的气体生成.
步骤二:弃去上层清液,加入稀盐酸,观察到沉淀全溶且冒气泡.该步骤中产生气泡的化学方程式为___.
【定量测定】
按图乙(H-I)实验装置进行实验:
(4)取氮化镁样品16g进行实验,I装置增重3.4g,求该样品中氮化镁的质量分数(请写出计算过程).
(5)球形干燥管的作用是___.
![作业帮](http://img.zuoyebang.cc/zyb_b1e2cf540cc97ba583521253deeae5df.jpg)
Ⅰ:制备氮化镁
【查阅资料】
①(NH4)2SO4+2NaNO2
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②饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气;稀硫酸能吸收氨气.
③在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应.
【实验】
制备氮化镁的装置示意图如图甲(A-G):
![作业帮](http://img.zuoyebang.cc/zyb_cae41eea416c3c79c31756609a06a5fe.jpg)
(1)D装置的作用是___,G装置的作用是___.
(2)E装置中发生反应的化学方程式为___.
(3)实验时先进行___(选填“A”或“E”)处加热,理由是___.
Ⅱ:测定氮化镁的含量
氮化镁是浅黄色粉末,极易与水反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3,反应的化学方程式为___,氮化镁(Mg3N2)中氮元素的化合价是___.
【定性分析】
步骤一:取少量氮化镁样品于试管中,加足量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,试管口闻到有刺激性气味的气体生成.
步骤二:弃去上层清液,加入稀盐酸,观察到沉淀全溶且冒气泡.该步骤中产生气泡的化学方程式为___.
【定量测定】
按图乙(H-I)实验装置进行实验:
(4)取氮化镁样品16g进行实验,I装置增重3.4g,求该样品中氮化镁的质量分数(请写出计算过程).
(5)球形干燥管的作用是___.
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▼优质解答
答案和解析
(1)浓硫酸具有吸水性,能够吸收水蒸气(干燥氮气);G装置的作用是防止空气中的氧气进入E装置;D干燥氮气,除去水蒸气,防止对E装置反应的影响.故填:吸收水蒸气(或干燥氮气);防止空气中氧气进入E装置;
(2)装置E中氮气与镁反应生成二氮化三镁,反应方程式为:3Mg+N2
Mg3N2;故填:3Mg+N2
Mg3N2;
(3)进行实验时先进行A加热,理由是排尽空气;
故填:A;排尽装置内的空气;
氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气,根据在化合物中正负化合价代数和为零,则 氮化镁中氮元素的化合价为:(+2)×3+x×2=0,则x=-3,
故答案为:Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑;-3;
弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁,反应的方程式:Mg+2HCl═MgCl2+H2↑
故填:Mg+2HCl═MgCl2+H2↑;
(4) 设样品中氮化镁的质量为X
Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑
100 34
X 3.4g
=
X=10g
Mg3N2的质量分数为
×100%=62.5%
答:样品中氮化镁的质量分数为62.5%.
(5)球形干燥管的作用是充分反应,防倒吸;
故填:充分反应,防止倒吸.
(2)装置E中氮气与镁反应生成二氮化三镁,反应方程式为:3Mg+N2
| ||
| ||
(3)进行实验时先进行A加热,理由是排尽空气;
故填:A;排尽装置内的空气;
氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气,根据在化合物中正负化合价代数和为零,则 氮化镁中氮元素的化合价为:(+2)×3+x×2=0,则x=-3,
故答案为:Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑;-3;
弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁,反应的方程式:Mg+2HCl═MgCl2+H2↑
故填:Mg+2HCl═MgCl2+H2↑;
(4) 设样品中氮化镁的质量为X
Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑
100 34
X 3.4g
100 |
34 |
X |
3.4g |
X=10g
Mg3N2的质量分数为
10g |
16g |
答:样品中氮化镁的质量分数为62.5%.
(5)球形干燥管的作用是充分反应,防倒吸;
故填:充分反应,防止倒吸.
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