Question

4．化學(xué)興趣小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里利用空氣和鎂粉為原料制取少量氮化鎂（Mg₃N₂）．經(jīng)查閱資料，已知實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：
①2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO；②3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；③2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C
④Mg+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+H₂↑；⑤Mg₃N₂+6H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$3Mg（OH）₂+2NH₃↑
請(qǐng)你選擇下圖中所需要的裝置和藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置內(nèi)所發(fā)生的反應(yīng)都是完全的．回答下列問題：

（1）反應(yīng)2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C屬于置換反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）；
（2）根據(jù)信息可知燃燒B需要氧氣的參與（填序號(hào)：A．一定；B．不一定）；
（3）在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，除裝置A、E外，還應(yīng)選擇其他的實(shí)驗(yàn)裝置，選擇這些裝置的目的分別是：
①選擇裝置B，目的是除去空氣中的水蒸氣；
②選擇裝置D，目的是除去空氣中的CO₂；
③選擇裝置F，目的是除去空氣中的O₂．
（4）通氣后，如果同時(shí)點(diǎn)燃A、F裝置的酒精燈，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響，原因是制得的氮化鎂不純；因?yàn)锳裝置沒有排完空氣前就加熱會(huì)使空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)生成其他物質(zhì)；；
（5）連接并檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，打開自來水的開關(guān)使水流入裝置E中，將空氣從5升的儲(chǔ)氣瓶壓入反應(yīng)裝置，則空氣流經(jīng)導(dǎo)管的順序是（填字母代號(hào)）；j→h，g，→d，c→k→a；
（6）若要驗(yàn)證產(chǎn)物生成了氮化鎂，可向反應(yīng)后的固體中加入水，即可通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來進(jìn)行確定．
（7）反思：如果在測定空氣中氧氣的體積含量時(shí)，把過量的紅磷改為過量的鎂帶通過燃燒來測定，測定的結(jié)果大于（填“大于”、“等于”或“小于”）$\frac{1}{5}$體積．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)置換反應(yīng)的定義分析判斷；
（2）根據(jù)題中反應(yīng)②③可知反應(yīng)不一定要有氧氣參加解答；、
（3）根據(jù)鎂和氮?dú)夥磻?yīng)必須除去空氣中的水蒸氣、氧氣和二氧化碳，除去水蒸氣選用濃硫酸，除去氧氣用能在空氣中一定條件下與空氣中氧氣反應(yīng)的物質(zhì)即可，除去二氧化碳用氫氧化鈣溶液吸收解答；
（4）根據(jù)沒有排完空氣就加熱會(huì)讓空氣中的氧氣、氮?dú)夂退�與鎂反應(yīng)生成其他物質(zhì)；
（5）根據(jù)鎂和氮?dú)夥磻?yīng)必須除去空氣中的水蒸氣、氧氣和二氧化碳除，先除去二氧化碳雜質(zhì)氣體然后除去水蒸氣，最后除去氧氣解答；
（6）根據(jù)題中所給信息反應(yīng)⑤分析解答；
（7）根據(jù)鎂不但能和氧氣反應(yīng)，還能和氮?dú)狻⑺�蒸氣反�?yīng)解答．

解答 解：（1）該反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，屬置換反應(yīng)，故答案：置換反應(yīng)；
（2）反應(yīng)②③可知反應(yīng)燃燒不一定要有氧氣參加，故答案：B；
（3）鎂和氮?dú)夥磻?yīng)必須除去空氣中的水蒸氣、氧氣和二氧化碳，除去水蒸氣選用濃硫酸，除去氧氣用能在空氣中燃燒的物質(zhì)即可，除去二氧化碳用氫氧化鈣溶液吸收，故答案：①選擇B，目的：除去空氣中的水蒸氣；②選擇D，目的：除去空氣中的CO₂；③選擇F，目的：除去空氣中的O₂；
（4）A沒有排完空氣就加熱會(huì)讓空氣中的氧氣、氮?dú)夂退�與鎂反應(yīng)生成其他物質(zhì)，故答案：制得的氮化鎂不純；因?yàn)锳裝置沒有排完空氣前就加熱會(huì)使空氣中的氧氣、CO₂、水蒸氣等與鎂反應(yīng)生成其他物質(zhì)；
（5）除去水蒸氣選用濃硫酸，除去氧氣用能與空氣中氧氣反應(yīng)的物質(zhì)即可，除去二氧化碳用氫氧化鈣溶液吸收，但要先除去二氧化碳再干燥然后除去氧氣，故答案：h，g→d，c→k，l；
（6）氮化鎂能和水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣，所以向生成測固體中滴加少量的水若冒出氣泡證明產(chǎn)物中含有氮化鎂，故答案：水；
（7）鎂不但和氧氣反應(yīng)還能和氮?dú)饧八�蒸氣反�?yīng)，所以用鎂測定空氣中氧氣的含量會(huì)偏高，故答案：大于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備原理和裝置選擇，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)分析判斷、物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．