Question

【题目】镁在空气中燃烧除生成MgO外，还可能生成Mg3N2。某校化学兴趣小组的同学利用镁在空气中燃烧后的固体（不含单质）进行实验，探究其组成。

（1）甲组同学取一定量燃烧后的固体投入水中，得到了一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 的气体，该气体的化学式为__________，说明固体中含有Mg3N2，生成该气体的化学反应方程式为_________________________。

（2）乙组同学为测定Mg3N2含量，用图示装置进行实验，充分反应后再加热A。其中浓硫酸的作用是_____，对A加热的目的是______________________________________。已知加入的固体质量为4.0g，最终C装置增重ag，则固体中含Mg3N2 _______g（用含a的式子表示）。

（3）丙组有的同学认为乙组同学的测定结果偏高，理由是__________________________________________________________________________________________________。

有的同学认为乙组同学的测定结果偏低，理由是____________________________________________________________________________________________________________。

丙组同学进行了改进，他们将乙组同学实验中得到的难溶固体进行过滤、洗涤、干燥，并

灼烧固体至恒重，测得其质量为4.08g。上述过程中，洗涤沉淀的操作是_______________________________________________________________________________________。

镁在空气中燃烧后生成的固体中Mg3N2的质量分数为_____________。

（4）有一种用铵盐与含镁矿石混合煅烧制取氧化镁的方法，解决了现有方法存在的原料成 本高、项目投资大、能耗高、副产品不好用等问题，其原理是将含镁矿石粉（含氧化镁）与 铵盐混合,经过煅烧、水溶、过滤，得到粗镁盐溶液，并回收煅烧产生的氨。写出用固体（NH4）2SO4与含镁矿石粉煅烧的化学反应方程式__________________________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】NH3 Mg3N2 + 6H2O = 3Mg（OH）2 + 2NH3↑ 吸收生成的NH3 将装置A中反应产生的NH3全部驱赶到装置C中 C装置的两侧无干燥装置，NH3中的水蒸气以及外部空气中的水蒸气都可能进入C装置而被浓硫酸吸收，造成结果偏高 可能有部分NH3滞留在装置内没有完全被浓硫酸吸收，从而造成结果偏低 向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至完全浸没沉淀，待水全部流出后，重复操作2~3次 10% （NH4）2SO4+MgOMgSO4+2NH3↑+H2O

【解析】

(1)能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3，Mg3N2与水反应生成Mg(OH)2和NH3。

(2)浓硫酸是酸性干燥剂，可吸收NH3，对A加热可促使NH3挥发，使反应产生的NH3全部被C装置吸收，则由关系式Mg3N2～2NH3可求出a g NH3对应g Mg3N2。

(3)A装置中产生的NH3会含有水蒸气，C装置中浓H2SO4既吸收NH3，也吸收NH3中的水蒸气，而且C装置后未连接隔绝空气中水蒸气的装置，所以C装置增重的a g中包括水蒸气的质量，造成测定结果偏高。反应产生的NH3在反应结束后由于气压的原因无法全部被排出，而在装置中滞留一部分，造成产生的NH3不能全部被浓硫酸吸收，所以会造成测定结果偏低。

丙组同学所得4.08 g固体是MgO，包括原混合物中的MgO和Mg3N2转化来的MgO(Mg3N2～3Mg(OH)2～3MgO)，

Mg3N2→ 3MgO △m（固体增重）

100g 120g 20g

m（Mg3N2） 0.08g

100g：20g= m（Mg3N2）：0.08g，解得m（Mg3N2）=0.4g

故镁在空气中燃烧后生成的固体中Mg3N2的质量分数为×100% =10%。

(4)含镁矿石粉中含MgO，MgO与(NH4)2SO4高温反应生成MgSO4、NH3和H2O。