Question

4．鎂及其化合物在研究和生產(chǎn)中具有廣泛用途．請回答下列問題．
（1）實(shí)驗(yàn)室欲用如圖1的裝置和藥品制備少量氮化鎂．（已知氮化鎂易與水反應(yīng)）

①A中盛裝的是濃氨水，B中可盛裝生石灰或氫氧化鈉，二者混合可制取氨氣．
②按照氣流的方向連接裝置：a接d、e接c、b接f．
③已知氨氣有還原性，能還原氧化銅，生成物之一是空氣的主要成分，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3H₂O+3Cu．
④如果沒有無水氯化鈣裝置，可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑．
（2）堿式碳酸鎂密度小，是橡膠制品的優(yōu)良填料，可用復(fù)鹽MgCO₃（NH₄）₂CO₃•H₂O作原料制得．如圖2所示，按一定的固液比向三頸燒瓶中加入該含鎂復(fù)鹽和蒸餾水，放在恒溫水浴中加熱，開啟攪拌器同時加入氨水，待溫度達(dá)到40℃時，滴加鹵水（氯化鎂溶液）并繼續(xù)滴入氨水，待反應(yīng)一段時間后，過濾洗滌干燥，得到堿式碳酸鎂產(chǎn)品．
①選擇水浴加熱方式的優(yōu)點(diǎn)是使反應(yīng)物受熱均勻，溫度容易控制．
②40℃復(fù)鹽開始熱解生成MgCO₃•3H₂O，該反應(yīng)的方程式為MgCO₃•（NH₄）₂CO₃•H₂O+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO₃•3H₂O+2NH₃↑+CO₂↑；此時開始滴加鹵水的目的是吸收復(fù)鹽熱解生成的氨氣和部分二氧化碳．
③若制得的堿式碳酸鎂的質(zhì)量為m g，要確定其組成（不考慮微量雜質(zhì)），還必需的數(shù)據(jù)有bd（填字母代號）．
a．堿式碳酸鎂的密度    b．充分灼燒后，剩余固體的質(zhì)量
c．灼燒時的溫度和時間  d．灼燒時，測算得的標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化碳的體積．

Answer 1

分析 （1）該實(shí)驗(yàn)的原理是將：濃氨水滴加到生石灰或氫氧化鈉固體上，得到氨氣，利用氨氣的還原性，與氧化銅反應(yīng)得到氮?dú)�，干燥的氮�(dú)馀c鎂粉反應(yīng)得到氮化鎂；
①濃氨水滴入生石灰溶解放熱，使一水合氨分解生成氨氣；
②用裝置B制備氨氣，通過裝置中氧化銅氧化氨氣生成銅、氮?dú)夂退�，生成氣體通過濃硫酸干燥得到純凈干凈的氮?dú)膺M(jìn)入裝置和鎂反應(yīng)生成氮化鎂，最后無水氯化鈣是防止空氣中水蒸氣進(jìn)入硬質(zhì)玻璃管，氮化鎂易與水反應(yīng)；
③氨氣有還原性，能還原氧化銅，生成物之一是空氣的主要成分為氮?dú)�，氨氣被氧化銅氧化生成銅、氮?dú)夂退��?br />④氮化鎂和水易發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣；
（2）此實(shí)驗(yàn)的原理是：按一定的固液比向三頸燒瓶中加入含鎂復(fù)鹽MgCO₃（NH₄）₂CO₃•H₂O和蒸餾水，放在恒溫水浴中加熱，開啟攪拌器同時加入氨水，待溫度達(dá)到40℃時，滴加鹵水（氯化鎂溶液）并繼續(xù)滴入氨水，待反應(yīng)一段時間后，過濾洗滌干燥，得到堿式碳酸鎂產(chǎn)品；
①反應(yīng)需要的溫度低于100°C，需要水浴加熱，可以使反應(yīng)物受熱均勻；
②40℃復(fù)鹽開始熱解生成MgCO₃•3H₂O，根據(jù)元素守恒和部分生成物可寫出化學(xué)方程式；此時開始滴加鹵水的目的是吸收熱解生成的氨氣和二氧化碳；
③若堿式碳酸鎂的質(zhì)量mg（不考慮微量雜質(zhì)），充分灼燒后，要確定其組成，需要測得剩余固體的質(zhì)量，產(chǎn)生的二氧他碳?xì)怏w體積能計(jì)算得到組成；

解答 解：（1）濃氨水滴加到生石灰或氫氧化鈉固體上，得到氨氣，利用氨氣的還原性，與氧化銅反應(yīng)得到氮?dú)�，干燥的氮�(dú)馀c鎂粉反應(yīng)得到氮化鎂；
①濃氨水滴入生石灰或氫氧化鈉固體溶解放熱，使一水合氨分解生成氨氣，
故答案為：生石灰或氫氧化鈉；
②用裝置B制備氨氣，通過裝置中氧化銅氧化氨氣生成銅、氮?dú)夂退�，生成氣體通過濃硫酸干燥得到純凈干凈的氮?dú)膺M(jìn)入裝置和鎂反應(yīng)生成氮化鎂，最后無水氯化鈣是防止空氣中水蒸氣進(jìn)入硬質(zhì)玻璃管，氮化鎂易與水反應(yīng)，裝置按照氣流的方向連接裝置順序?yàn)椋篴decbf，
故答案為：decbf；
③氨氣有還原性，能還原氧化銅，生成物之一是空氣的主要成分為氮?dú)�，氨氣被氧化銅氧化生成銅、氮?dú)夂退�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3H₂O+3Cu，
故答案為：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N₂+3H₂O+3Cu；
④氮化鎂和水易發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣，化學(xué)方程式為：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
故答案為：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
（2）按一定的固液比向三頸燒瓶中加入該含鎂復(fù)鹽和蒸餾水，放在恒溫水浴中加熱，開啟攪拌器同時加入氨水，待溫度達(dá)到40℃時，滴加鹵水（氯化鎂溶液）并繼續(xù)滴入氨水，待反應(yīng)一段時間后，過濾洗滌干燥，得到堿式碳酸鎂產(chǎn)品；
①選擇水浴加熱方式的優(yōu)點(diǎn)是，可以使反應(yīng)物受熱均勻；
故答案為：使反應(yīng)物受熱均勻，溫度容易控制；
②40℃復(fù)鹽開始熱解生成MgCO₃•3H₂O，根據(jù)元素守恒可知，復(fù)鹽開始熱解生成MgCO₃•3H₂O，并有氣體產(chǎn)生，該氣體應(yīng)為二氧化碳和氨氣，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCO₃•（NH₄）₂CO₃•H₂O+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO₃•3H₂O+2NH₃↑+CO₂↑，此時開始滴加鹵水的目的是吸收生成的氨氣和二氧化碳，防止污染；
故答案為：MgCO₃•（NH₄）₂CO₃•H₂O+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO₃•3H₂O+2NH₃↑+CO₂↑；
吸收復(fù)鹽熱解生成的氨氣和部分二氧化碳；
③已知制得的堿式碳酸鎂可表示為xMgCO₃•yMg（OH）₂•H₂O．若堿式碳酸鎂的質(zhì)量mg（不考慮微最雜質(zhì)），充分灼燒后，要確定其組成，需要測得剩余固體的質(zhì)量，產(chǎn)生的二氧他碳?xì)怏w體積，故選bd；
故答案為：bd．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)組成和含量的實(shí)驗(yàn)探究過程分析，物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)方程式書寫等知識，題目難度中等．