Question

某课外活动小组根据Mg与CO₂的反应原理，探究Mg与NO₂的反应及固体产物。该小组通过实验确认Mg能在NO₂中燃烧，并对固体产物提出三种假设：

I．同体产物为MgO。

II．假设为______________。

III．假设为：______________。

请回答下列问题：

资料信息：2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O

（1）如图连接好仪器，装药品前如何检验装置的气密性_______。

（2）装置B中盛装的干燥剂可以是（填序号）_______。

①浓硫酸   ②无水CaCl₂    ③碱石灰   ④五氧化二磷

（3）开始打开活塞k，让A中反应进行一段时间，待C中充满红综色气体后，关闭活塞k，再点燃C处酒精灯，同时D中碱液盛的很满，这样做的目的都是______________。

（4）E中收集到的气体对氢气的相对密度是14，该气体是_______。

（5）实验得到固体残留物的质量是实验前Mg粉质量的1.5倍，则假设_______成立。C中发生的化学反应方程式为______________

（6）本实验中存在明显缺陷，改进措施是___________

 

Answer 1

【答案】

 

Ⅱ．固体产物为Mg₃N₂

III．固体产物为MgO和Mg₃N₂

（1）关闭分液漏斗活塞和活塞K，将导气管末端插入水中，对锥形瓶（或C处反应管）微热，若导气管口有气泡，停止加热，导气管中进入一段水柱，表示气密性良好。

（2）②④

（3）排净装置中空气，防止空气干挠实验。

（4）N₂

（5）假设III      4Mg+2NO₂4MgO+N₂    3Mg+N₂Mg₃N₂

（6）活塞K处的导气管插入NaOH溶液中，进行尾气吸收。

【解析】

试题解析：Mg与NO₂反应，根据原子守恒，则产物可能是MgO、Mg₃N₂或MgO和Mg₃N₂

（1）检验装置气密性通常用加热法，即将各个活塞关闭，将导管末端伸入水中，微热气体发生装置，看是否产生气泡，停止加热后，看导管中是否有一段水柱。

（2）NO₂可与浓硫酸、NaOH反应，因此不能用浓硫酸、碱石灰干燥。

（3）为防止Mg与空气中的N₂、O₂反应对实验产生干扰，需排尽装置中空气。

（4）收集的气体对氢气的相对密度是14，则气体的相对分子质量是2×14=28，气体为N₂。

（5）若产物只有MgO，则固体质量是反应前的≈1.7倍，若产物只有Mg₃N₂，则固体的质量是反应前的≈1.4倍，实验得到的固体质量是反应前的1.5倍，则得到的是MgO和Mg₃N₂的混合物，故假设III成立。

仿照Mg与CO₂的反应，可知Mg与NO₂反应生成MgO和N₂，产生N₂继续和Mg反应得到Mg₃N₂。

（6）比较明显的缺陷是，排尽装置空气时，产生的NO₂在活塞k处直接排入空气中，会污染环境，因此需将活塞k处的导管通入NaOH溶液中。

考点：考查化学实验原理分析，气密性检查，试剂选择，实验装置的作用，实验数据处理，实验装置改进等。