8.镁及其化合物是实验设计的热点载体,查阅资料。

8.镁及其化合物是实验设计的热点载体,查阅资料。
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
Mg3N2与水反应
常温下,NH3·H2O、CH3COOH的电离常数都等于1.8×10-5
 

Ⅰ.探究镁的性质。
某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物,实验装置如图所示。

(1)B中试剂是________;D装置的作用是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验时,先启动A中反应,当C装置中充满红棕色气体时点燃酒精灯,这样操作的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)确定有N2生成的实验现象是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验完毕后,设计实验确认产物中有Mg3N2,取少量C中残留固体于试管中,滴加蒸馏水,________________________,则产物中有氮化镁。
(5)经测定,Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2,其中Mg3N2和N2的物质的量相等。C中发生反应的化学方程式为_________________________________________________。
Ⅱ.探究Mg(OH)2在氯化铵溶液中溶解的原因。
供选试剂有:氢氧化镁、蒸馏水、硝酸铵溶液、盐酸、醋酸铵溶液。
取少量氢氧化镁粉末投入氯化铵溶液中,振荡,白色粉末全部溶解。为了探究其原因,他们提出两种假设。
假设1:氯化铵溶液呈酸性,H++OH-===H2O,促进Mg(OH)2溶解;
假设2:NH4++OH-===NH3·H2O,促进Mg(OH)2溶解。
(6)请你帮他们设计实验探究哪一种假设正确:_____________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)P2O5等 吸收E中挥发出来的水蒸气
(2)排尽装置内空气,避免O2、CO2、N2等与镁反应
(3)E中产生气泡,瘪气球缓慢鼓起
(4)有刺激性气味的气体逸出(产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝色)
(5)11Mg+4NO2=8MgO+Mg3N2+N2(写成4Mg+2NO2=4MgO+N2、3Mg+N2=Mg3N2也可)
(6)取少量氢氧化镁于试管中,加入足量CH3COONH4溶液,若白色固体溶解,则假设2正确;若白色固体不溶解,则假设1正确

解析 (1)B中试剂用于干燥NO2,由于NO2与水反应生成酸,故不能用碱性干燥剂,应选择酸性或中性干燥剂,可以是P2O5等;D装置的作用是吸收E中挥发出来的水蒸气(防止E中水蒸气进入C装置的玻璃管中干扰实验)。
(2)实验时,先启动A中反应,当C装置中充满红棕色气体时点燃酒精灯,这样操作的目的是排尽装置内空气,避免O2、CO2、N2等与镁反应。
(3)依据题中信息,过量的二氧化氮可以被氢氧化钠溶液吸收,所以确定有N2生成的实验现象是E中产生气泡,瘪气球缓慢鼓起。
(4)根据表中资料ⅱ知Mg3N2与水反应生成Mg(OH)2和NH3,实验完毕后,设计如下实验确认产物中有Mg3N2:取少量C中残留固体置于试管中,滴加蒸馏水,有刺激性气味的气体逸出(产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝色),则产物中有氮化镁。
(5)经测定,Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2,其中Mg3N2和N2的物质的量相等,所以C中发生反应的化学方程式为11Mg+4NO2=8MgO+Mg3N2+N2
(6)由题中信息可知,常温下,NH3·H2O和CH3COOH的电离常数相同,则CH3COONH4溶液中CH3COO和NH4的水解程度相等,故其溶液显中性。可以设计如下实验:取少量氢氧化镁置于试管中,加入足量CH3COONH4溶液,若白色固体溶解,则假设2正确;若白色固体不溶解,则假设1正确。

 

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