Question

（2013?煙臺模擬）某課外活動小組根據(jù)Mg與CO₂的反應(yīng)原理，探究Mg與NO₂的反應(yīng)及固體產(chǎn)物．該小組通過實(shí)驗(yàn)確認(rèn)Mg能在NO₂中燃燒，并對固體產(chǎn)物提出三種假設(shè)：
I．固體產(chǎn)物為MgO；Ⅱ．固體產(chǎn)物為Mg₃N₂；III．固體．產(chǎn)物為

固體為MgO和Mg₃N₂

．
已知：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+H₂O；Mg₃N₂與水發(fā)生劇烈反應(yīng)．
回答下列問題：
（1）利用下列儀器組裝探究實(shí)驗(yàn)裝置，按氣流方向，正確的連接順序是（每種儀器只用一次）：
a接

d或e

，

e或d

接

b或c

，

c或b

接

g

．

（2）裝置組裝好后，檢驗(yàn)氣密性的方法是

對圓底燒瓶微熱，若插入氫氧化鈉溶液的導(dǎo)氣管口處冒氣泡，停止加熱，該導(dǎo)氣管中形成一段穩(wěn)定水柱，表示氣密性完好

．
（3）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O

．
（4）裝置C中盛裝的干燥劑可以是（填序號）

②④

．
①濃硫酸  ②無水CaCl₂  ③堿石灰  ④五氧化二瞵
（5）實(shí)驗(yàn)開始時，先讓A中反應(yīng)進(jìn)行一段時間，待B中充滿紅棕色氣體后，再點(diǎn)燃B處酒精燈．這樣做的目的是

排凈裝置中的空氣，防止空氣干擾實(shí)驗(yàn)

．
（6）實(shí)驗(yàn)前鎂粉的質(zhì)量為12.00g，鎂粉完全反應(yīng)后得到的同一固體殘留物稱量了三次，所得數(shù)據(jù)分別是17.00g、18.02g、17.98go以上數(shù)據(jù)能否

不能

（填“能”或“不能”）用托盤天平獲得．通過計算判斷以上假設(shè)

Ⅲ

是成立的．
（7）為了使測定結(jié)果更加準(zhǔn)確，還需對組裝好的裝置進(jìn)行的改進(jìn)是

在裝置B和D之間連接一干燥裝置

．

Answer 1

分析：依據(jù)假設(shè)的可能分析判斷，I．固體產(chǎn)物為MgO；Ⅱ．固體產(chǎn)物為Mg₃N₂；III．固體產(chǎn)物為MgO和Mg₃N₂；
（1）裝置分析可知，濃硝酸和銅反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w中含有水蒸氣，按照氣體流向應(yīng)是先通過干燥劑吸收水蒸氣，干燥的二氧化氮?dú)怏w通過熾熱的B裝置，鎂和二氧化氮反應(yīng)，氮的氧化物是污染氣體不能排放到空氣中，需要通入氫氧化鈉溶液吸收；
（2）依據(jù)連接裝置中的氣體壓強(qiáng)和液面變化分析判斷裝置氣密性；
（3）銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，依據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式書寫離子方程式；
（4）裝置C中盛裝的干燥劑不能和二氧化氮?dú)怏w反應(yīng)；
（5）裝置中充滿二氧化氮?dú)怏w，排除空氣防止干擾實(shí)驗(yàn)；
（6）托盤天平的精確度是0.1g；依據(jù)質(zhì)量增加計算分析判斷錯誤產(chǎn)物的成分；
（7）為防止生成的水蒸氣影響二氧化氮質(zhì)量的測定，需要在BD間加干燥裝置．

解答：解：依據(jù)假設(shè)的可能分析判斷，I．固體產(chǎn)物為MgO；Ⅱ．固體產(chǎn)物為Mg₃N₂；III．固體產(chǎn)物為MgO和Mg₃N₂，故答案為：MgO和Mg₃N₂；
（1）裝置分析可知，濃硝酸和銅反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w中含有水蒸氣，按照氣體流向應(yīng)是先通過干燥劑吸收水蒸氣，干燥的二氧化氮?dú)怏w通過熾熱的B裝置，鎂和二氧化氮反應(yīng)，氮的氧化物是污染氣體不能排放到空氣中，需要通入氫氧化鈉溶液吸收導(dǎo)氣管長進(jìn)短處；裝置連接順序是a接d或e，e或d接b或c，c或b，g；
故答案為：d或e；e或d接b或c；c或b；g；
（2）連接裝置中的氣體壓強(qiáng)和液面變化分析判斷裝置氣密性，裝置組裝好后，檢驗(yàn)氣密性的方法是，對圓底燒瓶微熱，若插入氫氧化鈉溶液的導(dǎo)氣管口處冒氣泡，停止加熱，該導(dǎo)氣管中形成一段穩(wěn)定水柱，表示氣密性完好；
故答案為：對圓底燒瓶微熱，若插入氫氧化鈉溶液的導(dǎo)氣管口處冒氣泡，停止加熱，該導(dǎo)氣管中形成一段穩(wěn)定水柱，表示氣密性完好；
（3）銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)的離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（4）裝置C是干燥二氧化氮?dú)怏w除去水蒸氣的作用，裝置C中盛裝的干燥劑不能和二氧化氮?dú)怏w反應(yīng)，是固體干燥劑；
①濃硫酸不是固體干燥劑故①不符合；
②無水CaCl₂ 是中性干燥劑不和二氧化氮?dú)怏w反應(yīng)，故②符合；
③堿石灰能吸收二氧化氮?dú)怏w，故③不符合；
④五氧化二磷是固體酸性干燥劑，不和二氧化氮?dú)怏w反應(yīng)，可以干燥二氧化氮?dú)怏w，故④符合；
故選：②④；
（5）實(shí)驗(yàn)開始時，先讓A中反應(yīng)進(jìn)行一段時間，待B中充滿紅棕色氣體后，再點(diǎn)燃B處酒精燈，目的是排凈裝置中的空氣，防止空氣干擾實(shí)驗(yàn)；
故答案為：排凈裝置中的空氣，防止空氣干擾實(shí)驗(yàn)；
（6）托盤天平的精確度是0.1g，鎂粉完全反應(yīng)后得到的同一固體殘留物稱量了三次，所得數(shù)據(jù)分別是17.00g、18.02g、17.98g，所以托盤天平不能稱量得到，實(shí)驗(yàn)前鎂粉的質(zhì)量為12.00g，鎂粉完全反應(yīng)后得到的同一固體殘留物稱量了三次，所得數(shù)據(jù)分別是17.00g、18.02g、17.98g，平均質(zhì)量=

17.00+18.02+17.98

3

=17.67g；質(zhì)量增重17.67g-12.00g=5.67g，Mg～MgO～O，12g鎂物質(zhì)的量為0.5mol，增重8g，Mg～

1

3

Mg₃N₂ ～

2

3

N，12g鎂物質(zhì)的量為0.5mol，增重8g增重4.67g，而實(shí)驗(yàn)稱量得到的固體增重
4.67g＜5.67g＜8g，所以生成的固體為MgO和Mg₃N₂的混合物，假設(shè)Ⅲ正確；
故答案為：不能；Ⅲ；
（7）為了使測定結(jié)果更加準(zhǔn)確，還需對組裝好的裝置進(jìn)行的改進(jìn)是為防止生成的水蒸氣影響二氧化氮質(zhì)量的測定，需要在BD間加干燥裝置；
故答案為：在裝置B和D之間連接一干燥裝置．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究和實(shí)驗(yàn)設(shè)計，實(shí)驗(yàn)基本操作的熟練掌握和準(zhǔn)確應(yīng)用，成分的計算判斷和實(shí)驗(yàn)測定的裝置選擇是解題關(guān)鍵，題目難度中等．