Question

13．實(shí)驗(yàn)室探究金屬M(fèi)g在NO_x中的燃燒產(chǎn)物．回答下列問題：
（1）推測(cè)金屬M(fèi)g在NO_x中的燃燒產(chǎn)物為MgO、N₂和Mg₃N₂，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2xMg+2NO_x$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2xMgO+N₂、3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
（2）設(shè)計(jì)下列裝置完成反應(yīng)且驗(yàn)證產(chǎn)物中有N₂（夾持裝置已略去，部分裝置可重復(fù)使用）．

①選擇圖中的裝置，按氣流方向?qū)⑵溥B接，用接口字母表示的順序?yàn)閍bcdebcghf．安裝儀器后，首先檢查裝置的氣密性，然后進(jìn)行的操作是打開分液漏斗，待紅棕色氣體充滿整個(gè)裝置后 ．
②裝置A中儀器名稱為分液漏斗、平底燒瓶，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
③驗(yàn)證產(chǎn)物中有N₂生成的現(xiàn)象為裝置D中氣體體積增大，水從廣口瓶流入燒杯中．
（3）檢驗(yàn)Mg與NO_x反應(yīng)產(chǎn)物中是否存在Mg₃N₂的操作、現(xiàn)象和結(jié)論為取裝置C中少量固體產(chǎn)物加入水中，若產(chǎn)生具有刺激性氣體（或能使?jié)駶?rùn)分紅色石蕊試紙變藍(lán)）的氣體，則證明產(chǎn)物中存在Mg₃N₂，否則不存在
 （4）Mg與NO_x反應(yīng)的產(chǎn)物MgO能溶于NH₄Cl溶液且放出NH₃，推測(cè)其可能的原因．
甲同學(xué)認(rèn)為NH₄Cl溶液存在水解平衡NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，因MgO+2H⁺═Mg²⁺+H₂O導(dǎo)致c（H⁺）減小，水解平衡右移導(dǎo)致NH₃•H₂O濃度增大，分解生成NH₃．
乙同學(xué)認(rèn)為發(fā)生MgO+2NH₄⁺═Mg²⁺+H₂O+2NH₃↑而溶解．
請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究乙同學(xué)的推測(cè)是否合理向MgO固體中加入過量的CH₃COONH₄溶液，若固體溶解且放出NH₃，則證明乙同學(xué)推測(cè)合理，否則乙通常推測(cè)不合理．

Answer 1

分析 （1）Mg在NO_x中的燃燒生成MgO、N₂，Mg與氮?dú)馊紵�生成Mg₃N₂；
（2）驗(yàn)證產(chǎn)物中有N₂：A裝置由銅粉和濃硝酸反應(yīng)制備氮氧化物（Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+H₂O），經(jīng)過氯化鈣干燥后的氮氧化物與Mg份充分反應(yīng)，干燥生成的氣體，由氫氧化鈉溶液吸收未反應(yīng)完的氮氧化物后，將氣體通入水中，氮?dú)獠蝗苡谒�，將D裝置中的水壓入燒杯中，為防止空氣中氮?dú)獾母蓴_，故應(yīng)先用A裝置生成的氮氧化物將裝置內(nèi)的空氣排盡，再與Mg發(fā)生反應(yīng)；
（3）Mg₃N₂與水反應(yīng)生成氨氣，檢驗(yàn)是否生成氨氣即可檢驗(yàn)Mg與NO_x反應(yīng)產(chǎn)物中是否存在Mg₃N₂；
（4）甲同學(xué)的推測(cè)為銨根離子水解使溶液顯酸性，氧化鎂與酸性溶液反應(yīng)，促進(jìn)銨根離子水解生成氨氣，乙同學(xué)的推測(cè)為銨根離子與氧化鎂反應(yīng)，取含有銨根離子的中性溶液即可檢驗(yàn)甲乙同學(xué)推測(cè)的合理性．

解答 解：（1）Mg在NO_x中的燃燒生成MgO、N₂，反應(yīng)為：2xMg+2NO_x$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2xMgO+N₂，Mg與氮?dú)馊紵�生成Mg₃N₂，反應(yīng)為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；
故答案為：2xMg+2NO_x$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2xMgO+N₂、3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；
（2）①A裝置由銅粉和濃硝酸反應(yīng)制備氮氧化物，經(jīng)過氯化鈣干燥后的氮氧化物與Mg粉充分反應(yīng)，干燥生成的氣體，由氫氧化鈉溶液吸收未反應(yīng)完的氮氧化物后，將氣體通入水中，氮?dú)獠蝗苡谒�，將D裝置中的水壓入燒杯中，故連接順序?yàn)閍bcdebdghf；為防止空氣中氮?dú)獾母蓴_，安裝儀器后，首先檢查裝置的氣密性，先用A裝置生成的氮氧化物將裝置內(nèi)的空氣排盡，即：打開分液漏斗，待紅棕色氣體充滿整個(gè)裝置后，再與Mg發(fā)生反應(yīng)；
故答案為：abcdebdghf；打開分液漏斗，待紅棕色氣體充滿整個(gè)裝置后；
②A中的儀器為分液漏斗、平底燒瓶；A中的反應(yīng)為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
故答案為：分液漏斗、平底燒瓶；Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
③氮?dú)獠蝗苡谒�，D中氣體體積增大，可將D裝置中的水壓入燒杯中；
故答案為：裝置D中氣體體積增大，水從廣口瓶流入燒杯中；
（3）Mg₃N₂與水反應(yīng)生成氨氣，檢驗(yàn)是否生成氨氣即可，方法為：取裝置C中少量固體產(chǎn)物加入水中，若產(chǎn)生具有刺激性氣體（或能使?jié)駶?rùn)分紅色石蕊試紙變藍(lán)）的氣體，則證明產(chǎn)物中存在Mg₃N₂，否則不存在；
故答案為：取裝置C中少量固體產(chǎn)物加入水中，若產(chǎn)生具有刺激性氣體（或能使?jié)駶?rùn)分紅色石蕊試紙變藍(lán)）的氣體，則證明產(chǎn)物中存在Mg₃N₂，否則不存在；
（4）甲同學(xué)的推測(cè)為銨根離子水解使溶液顯酸性，氧化鎂與酸性溶液反應(yīng)，促進(jìn)銨根離子水解生成氨氣，乙同學(xué)的推測(cè)為銨根離子與氧化鎂反應(yīng)，取含有銨根離子的中性溶液如醋酸銨可檢驗(yàn)，方法為：向MgO固體中加入過量的CH₃COONH₄溶液，若固體溶解且放出NH₃，則證明乙同學(xué)推測(cè)合理，否則乙通常推測(cè)不合理；
故答案為：向MgO固體中加入過量的CH₃COONH₄溶液，若固體溶解且放出NH₃，則證明乙同學(xué)推測(cè)合理，否則乙通常推測(cè)不合理．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用、根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募拔镔|(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行排列順、實(shí)驗(yàn)基本操作能力及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力，綜合性較強(qiáng)，注意把握物質(zhì)性質(zhì)以及對(duì)題目信息的獲取于使用，難度中等．