Question

全属镁具有很强的还原性，点燃的镁条能在氨气中剧烈燃烧，发生如下反应：
    ①Mg+2NH₃

点燃

Mg（NH₂）₂+H₂
    ②Mg+NH₃

点燃

MgNH+H₂
（1）如图装置A所示，镁条在HN₃中燃烧时，先落下的残渣主要是Mg（NH₂）₂，后落下的残渣主要是MgNH．其原因是

 

．
（2）为了使残渣中Mg（NH₂）₂生成得更多，可以在镁条燃烧前打开弹簧夹a，并将导管与充满

 

气体的装置B连接，连接的导管接口为

 

（填编号“b”或“c”），理由是

 

（3）将固体残渣在盛有水的烧杯中加热至沸腾后，Mg（NH₂）₂和MgNH完全水解，产生Mg（OH）₂和NH₃．为了确保Mg（NH₂）₂和MgNH全部转化为Mg（OH）₂，加热过程中必要的操作是

 

．
（4）将沉淀过滤、洗涤、烘干后，称得Mg（OH）₂的质量为0.435g．又测得装置B中剩余气体的密度为氢气的10倍，体积为896ml（以上数据均折算成标准状况）．由此可推算出残渣中各物质的量之比

nMg(NH2)2

nMgNH

=

 

．然而将上述镁带燃烧过程在相同情况下重复多次．固体残渣中实际所得Mg（NH₂）₂和MgNH的物质的量之比总是小于该值，分析可能的原因是

 

．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）根据题干提供的信息，镁和氨气反应的量比进行解答；
（2）根据氨气的密度比空气小以及实验的目的进行解答；
（3）根据实验目的为了确保Mg（NH₂）₂和MgNH全部转化为Mg（OH）₂，通过不断搅拌，促使反应反应物充分接触，直至无NH₃检出；
（4）装置B中剩余气体的密度为氢气的10倍，则B中剩余气体的平均摩尔质量为20g/mol，体积为896ml（以上数据均折算成标准状况），为0.04mol，根据Mg（NH₂）₂和MgNH全部转化为氨气的方程式进行解答；固体残渣中实际所得Mg（NH₂）₂和MgNH的物质的量之比总是小于该值，可能是反应放热，导致氨气外逸；

解答： 解：（1）镁条能在氨气中剧烈燃烧，开始氨气浓度大发生反应：①Mg+2NH₃

点燃

Mg（NH₂）₂+H₂，随着反应的进行氨气浓度变小发生②Mg+NH₃

点燃

MgNH+H₂，所以先落下的残渣主要是Mg（NH₂）₂，后落下的残渣主要是MgNH，
故答案为：随着反应的进行，NH₃逐渐减少；
（2）为了使残渣中Mg（NH₂）₂生成得更多，须氨气充足，须向A装置补充氨气，氨气是密度比空气小的气体，所以须采用向下排空气法的原理进入A，所以连接的导管接口为c，
故答案为：氨气，c，NH₃比空气轻，可利用向上排空气的原理使装置B中的NH₃进人装置A；
（3）实验目的为了确保Mg（NH₂）₂和MgNH全部转化为Mg（OH）₂，通过不断搅拌，促使反应反应物充分接触，同时让生成的NH₃不断逸出，直至无NH₃逸出，
故答案为：不断搅拌，直至无NH₃逸出；
（4）装置B中剩余气体的密度为氢气的10倍，则B中剩余气体的平均摩尔质量为20g/mol，为空气和氨气的混合气体，体积为896ml（以上数据均折算成标准状况），为0.04mol，设从装置A中排出的空气的物质的量分数为X，则0.04X×29+0.04（1-X）×17=20，则X=0.01，Mg（NH₂）₂+2H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₃↑，MgNH+2H₂O=Mg（OH）₂↓+NH₃↑，Mg（OH）₂的质量为0.435g，则n=

m

M

=

0.435g

58g/mol

=0.0075mol，根据镁原子、氮原子守恒可得：n[Mg（NH₂）₂]+n[MgNH]=0.0075mol，2n[Mg（NH₂）₂]+n[MgNH]=0.01mol，解得：n[Mg（NH₂）₂]=0.0025mol，n[MgNH]=0.005mol，所以n[Mg（NH₂）₂]：n[MgNH]=1：2，由于镁条剧烈燃烧时放出大量热量，导致瓶B中氨气部分外逸，实际消耗氨气体积小于计算所得体积值，
故答案为：

1

2

；由于镁条剧烈燃烧时放出大量热量，导致瓶B中氨气部分外逸，实际消耗氨气体积小于计算所得体积值．

点评：本题主要考查了镁条能在氨气中剧烈燃烧的性质实验，根据题干信息结合镁和氨气的性质是解答的关键，题目难度中等．