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

Question

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 (加热.)/()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）：

（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___．

Answer 1

（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(高温.)/()Mg₃N₂；故填：3Mg+N₂(高温.)/()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                        
(100)/(34)=(X)/(3.4g)
X=10g
Mg₃N₂的质量分数为(10g)/(16g)×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．