Question

1．有关物质组成及化学规律的发现对化学的发展做出了重要贡献．
（1）法国化学家拉瓦锡为化学学科的发展做出了巨大贡献，下列有关发现与他有密切关系的是ABC．
A．空气的组成      B．质量守恒定律      C．水的组成      D．酸碱指示剂
（2）在密闭容器内加入下列两种物质，并称量加入前后的总质量（含密闭容器），能验证质量守恒定律的
是C（填标号）．
A．蔗糖和水  B．氯化钠溶液和硝酸钾溶液  C．氯化钡溶液和稀硫酸
（3）在氧气中点燃红磷的实验过程，固体质量变化如图1所示．
①从燃烧条件分析，固体质量在t₁前没有发生变化的原因是温度没有达到红磷的着火点．
②该反应的化学方程式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
③参加反应的氧气质量为8g．
（4）某学习小组拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁（Mg₃N₂）．
查阅资料可知Mg、Mg₃N₂能发生如下反应：
①2Mg+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO；   ②3Mg+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg₃N₂；  ③2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+C
④Mg+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂↑　　  ⑤Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂↓+2NH₃↑
实验中所用的装置和药品如图2所示（镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连）．回答下列问题：

①连接并检查实验装置的气密性，实验开始时，将空气通入实验装置，则气流流经装置的顺序是DCBA（填装置序号）．D装置中发生反应的化学方程式为CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
②通气后，如果同时点燃A、B装置的酒精灯，对实验结果有何影响？氮化镁不纯．
③设计一个实验，验证产物是否含氮化镁：

实验操作和实验现象	实验结论
将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝	产物中含有氮化镁

④思维拓展：空气中N₂的含量远大于O₂的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO的质量却远大于Mg₃N的质量，请给出合理的解释氧气的化学性质比氮气活泼，镁大多与氧气反应．

Answer 1

分析 （1）根据拉瓦锡的有关贡献分析；
（2）根据已有的知识进行分析解答，质量守恒定律是化学变化中物质质量的守恒，据此解答；
（3）根据质量守恒定律及其应用回答，将一定质量的红磷在一瓶氧气中充分燃烧，反应后生成五氧化二磷，五氧化二磷的质量等于磷和参加反应的氧气的质量和；
（4）①根据题中信息可知Mg在空气中点燃可以和O₂、CO₂、H₂O反应，所以镁和氮气反应必须将空气中的O₂、CO₂、H₂O除去制得干燥纯净的N₂，浓硫酸作用是除去水蒸气，浓氢氧化钠是除去空气中二氧化碳，灼热的铁粉为了除去空气中氧气；根据镁和氮气反应必须除去空气中的水蒸气、氧气和二氧化碳除，先除去二氧化碳杂质气体然后除去水蒸气，最后除去氧气解答；
②根据没有排完空气就加热会让空气中的氧气、氮气和水与镁反应生成其他物质；
③取适量产物放入试管中，滴加蒸馏水，将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口，如果试管中的溶液出现浑浊，红色石蕊试纸变蓝，则可以证明有氮化镁生成．
④根据氮气的化学性质进行分析．

解答 解：（1）法国化学家拉瓦锡在研究空气的组成、发现质量守恒定律以及探究水的组成方面都为化学学科的发展做出了巨大贡献．
（2）A、蔗糖和水是溶解过程，是物理变化，不能直接用于验证质量守恒定律；
B、氯化钠溶液和硝酸钾溶液，相互之间不反应，不能直接用于验证质量守恒定律；
C、氯化钡溶液和稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和氯化氢，是化学变化，能直接用于验证质量守恒定律；
故选C．
（3）①从燃烧条件分析，固体质量在t₁前没有发生变化的原因为温度未达到红磷的着火点；
②红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
③从图示看出，6.2g表示反应前固体的质量，就是红磷的质量，14.2g表示反应后固体的质量，是五氧化二磷的质量，则14.2g-6.2g=8g就表示参加反应的氧气的质量．
（4）①根据题中信息可知Mg在空气中点燃可以和O₂、CO₂、H₂O反应，所以镁和氮气反应必须将空气中的O₂、CO₂、H₂O除去制得干燥纯净的N₂，浓硫酸作用是除去水蒸气，浓氢氧化钠是除去空气中二氧化碳，灼热的铁粉为了除去空气中氧气；除去水蒸气选用浓硫酸，除去氧气用能与空气中氧气反应的物质即可，除去二氧化碳用氢氧化钙溶液吸收，但要先除去二氧化碳再干燥然后除去氧气，故顺序是D→C→B→A；二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
②如果同时点燃A、B装置的酒精灯，A没有排完空气就加热会让空气中的氧气、氮气和水与镁反应生成其他物质，制得的氮化镁不纯；
③依据氮化镁和水反应生成氨气，方程式为Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂↓+2NH₃↑，将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁；
④空气中N₂的含量远大于O₂的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg₃N₂，因为O₂比N₂化学性质活泼．
故填：（1）ABC；（2）C；（3）①温度没有达到红磷的着火点； ②4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅； ③8；（4）①DCBA；CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；②氮化镁不纯；③将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝；④氧气的化学性质比氮气活泼，镁大多与氧气反应．

点评 此题难度不大，掌握质量守恒定律的有关知识，实验步骤的设计分析判断、物质性质的应用等是解题的关键，题目难度中等．