Question

2．氢化镁（化学式为MgH₂）是一种常用的焰火剂，遇水易发生反应．某兴趣小组拟用如装置制备氢化镁．

请回答下列问题：
（1）请选择必要的装置，按气体流向的连接顺序为i e f d c j k a （jk可颠倒）（填仪器接口处的字母编号）．
（2）用连接好的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞，cadb（请按正确的顺序排列下列步骤）．
a．加热反应一段时间                         b．关闭分液漏斗活塞
c．收集气体并检验纯度                       d．停止加热，充分冷却
（3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入热水中，观察到有气泡冒出，该反应的化学方程式为MgH₂+2H₂O=Mg（OH）₂↓+2H₂↑．
（4）无水氯化钙的作用是防止空气中的水蒸气进入玻璃管中，使氢化镁发生水解反应而失效．请简述如何检验E装置的气密性：方法①：检验E装置的气密性时，关闭分液漏斗活塞，将导管的出口浸入水槽的水中，手握住烧瓶，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气．
方法②：用弹簧夹夹住i处橡胶管，从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于烧瓶内的水面．停止加水后，漏斗内与烧瓶中的液面差保持不变，说明装置不漏气．．
（5）氢化钠（NaH）也是一种金属氢化物，常用作缩合剂、烷化剂．请你设计一个实验，用化学方法区分氢化钠与氢化镁，写出简要的实验步骤及观察到的现象：将少许固体放入适量水中，如果出现浑浊，则为MgH₂，如果不出现浑浊，则为NaH．

Answer 1

分析 （1）制备氢化镁的原料是镁粉和氢气，用盐酸和锌制取氢气，氢气中混有HCl和水蒸气，先通过氢氧化钠溶液除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气，即可得到纯净的氢气，氢气和镁在催化剂的作用下制得氢化镁，为防止空气中的水蒸气进入反应装置，应在最后加一个干燥管；
（2）有气体参加加热或燃烧的反应需要首先验纯，实验完毕后先熄火、冷却，再停止气体生成，防止倒吸发生爆炸；
（3）有气泡冒出为氢气，氢化镁和水反应，反应物为氢化镁和水，生成物为氢气和氢氧化镁，据此书写方程式；
（4）氢化镁易发生水解，无水氯化钙具有吸水性，能防止空气中的水蒸气进入玻璃管中，装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏；一般用到的方法有：空气热胀冷缩法、注水法等；
（5）氢化钠与氢化镁都能与水反应生成氢气，但氢化钠与水反应生成易溶于水的氢氧化钠，而氢化镁与水反应生成难溶于水的氢氧化镁．

解答 解：（1）制备MgH₂固体需要制备氢气和镁发生反应，MgH₂在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧，所以制备得到的氢气必须干燥纯净，利用E装置制备氢气（i ），氯化氢易挥发，制得的氢气中含有氯化氢和水蒸气，先通过氢氧化钠溶液除去HCl（e f），再通过浓硫酸除去水蒸气（d c，注意洗气长管进短管出），即可得到纯净的氢气，氢气和镁在催化剂的作用下制得氢化镁（j k，jk可颠倒），为防止空气中的水蒸气进入反应装置，应在最后加一个干燥管，（ a，粗管进连气体流入，细管出防止空气中的水蒸气进入），所以装置连接顺序为：i e f d c j k a （jk可颠倒），
故答案为：i e f d c j k a （jk可颠倒）；
（2）有气体参加加热或燃烧的反应需要首先验纯（C），加热反应一段时间 （a），实验完毕后先熄火、冷却，再停止气体生成，防止倒吸发生爆炸，停止加热，充分冷却（d），关闭分液漏斗活塞（b），故正确的操作顺序为cadb，
故答案为：cadb；
（3）有气泡冒出为氢气，根据原子守恒，氢化镁和水反应，方程式为：MgH₂+2H₂O=Mg（OH）₂↓+2H₂↑，
故答案为：MgH₂+2H₂O=Mg（OH）₂↓+2H₂↑；
（4）氢化镁易发生水解，无水氯化钙具有吸水性，所以无水氯化钙的作用是防止空气中的水蒸气进入玻璃管中，使氢化镁发生水解反应而失效，装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断，方法①：检验E装置的气密性时，关闭分液漏斗活塞，将导管的出口浸入水槽的水中，手握住烧瓶，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气．方法②：用弹簧夹夹住i处橡胶管，从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于烧瓶内的水面．停止加水后，漏斗内与烧瓶中的液面差保持不变，说明装置不漏气．
故答案为：防止空气中的水蒸气进入玻璃管中，使氢化镁发生水解反应而失效；方法①：检验E装置的气密性时，关闭分液漏斗活塞，将导管的出口浸入水槽的水中，手握住烧瓶，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气．方法②：用弹簧夹夹住i处橡胶管，从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于烧瓶内的水面．停止加水后，漏斗内与烧瓶中的液面差保持不变，说明装置不漏气；
（5）氢化钠与氢化镁都能与水反应，反应分别为：NaH+H₂O=NaOH+H₂↑，MgH₂+2H₂O=Mg（OH）₂↓+2H₂↑，都生成氢气，但氢化钠与水反应生成易溶于水的氢氧化钠，而氢化镁与水反应生成难溶于水的氢氧化镁，将少许固体放入适量水中，如果出现浑浊，则为MgH₂，如果不出现浑浊，则为NaH，
故答案为：将少许固体放入适量水中，如果出现浑浊，则为MgH₂，如果不出现浑浊，则为NaH．

点评 本题考查了氢化镁的制备实验，实验装置的连接顺序和分析判断是解答的难点，掌握物质的性质以及制备的原理是解答关键，题目难度中等．