Question

某課外活動(dòng)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(duì)固體產(chǎn)物提出三種假設(shè)：
I.假設(shè)為：固體產(chǎn)物為MgO  II.假設(shè)為：______________III.假設(shè)為：______________
請(qǐng)回答下列問題：資料信息：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O

（1）如圖連接好儀器，裝藥品前如何檢驗(yàn)裝置的氣密性_____________________________
（2）裝置B中盛裝的干燥劑可以是（填序號(hào)）___________________
①濃硫酸     ②無(wú)水CaCl₂             ③堿石灰       ④五氧化二磷
（3）開始打開活塞k,讓A中反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間，待C中充滿紅綜色氣體后，關(guān)閉活塞k，再點(diǎn)燃C處酒精燈，同時(shí)D中堿液盛的很滿，這樣做的目的是_________________________
（4）E中收集到的氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度是14,該氣體是__________________
（5）實(shí)驗(yàn)得到固體殘留物的質(zhì)量是實(shí)驗(yàn)前Mg粉質(zhì)量的1.5倍，則假設(shè)__________________成立。C中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式有_______________________________________________
（6）本實(shí)驗(yàn)中存在明顯缺陷，改進(jìn)措施是_______________________________________。

Answer 1

Ⅱ.固體產(chǎn)物為Mg₃N₂ Ⅲ.固體產(chǎn)物為MgO和Mg₃N₂ （1）關(guān)閉分液漏斗活塞和活塞K，將導(dǎo)氣管末端插入水中，對(duì)錐形瓶（或C處反應(yīng)管）微熱，若導(dǎo)氣管口有氣泡，停止加熱，導(dǎo)氣管中進(jìn)入一段水柱，表示氣密性良好。 （2）②④ （3）排凈裝置中空氣，防止空氣干擾實(shí)驗(yàn)。
（4）N₂ （5）假設(shè)Ⅲ  4Mg+2NO₂4MgO+N₂  3Mg+N₂Mg₃N₂
（6）活塞K處的導(dǎo)氣管插入NaOH溶液中，進(jìn)行尾氣吸收。

試題分析：在NO₂中含有N、O元素，所以Mg在其中燃燒產(chǎn)物可能是MgO、Mg₃N₂或它們的混合物。假設(shè)Ⅱ.固體產(chǎn)物為Mg₃N₂ 。Ⅲ.固體產(chǎn)物為MgO和Mg₃N₂（1）如圖連接好儀器，裝藥品前裝置的氣密性檢驗(yàn)方法是：關(guān)閉分液漏斗活塞和活塞K，將導(dǎo)氣管末端插入水中，對(duì)錐形瓶（或C處反應(yīng)管）微熱，若導(dǎo)氣管口有氣泡，停止加熱，導(dǎo)氣管中進(jìn)入一段水柱，表示氣密性良好。（2）Cu與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體NO₂是酸性氣體，不能使用堿性干燥劑來(lái)干燥。排除 ③堿石灰；U形管裝的是固體干燥劑，而濃硫酸是液體，不能使用，排除①濃硫酸。故裝置B中盛裝的干燥劑可以是②無(wú)水CaCl₂ ④五氧化二磷。（3）開始打開活塞k,讓A中反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間，待C中充滿紅綜色氣體后，關(guān)閉活塞k，再點(diǎn)燃C處酒精燈，同時(shí)D中堿液盛的很滿，這樣做的目的是排凈裝置中空氣，防止空氣干擾實(shí)驗(yàn)。（4）E中收集到的氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度是14,相對(duì)分子質(zhì)量為14×2=28，該氣體是N₂.（5）若完全轉(zhuǎn)化為MgO，則反應(yīng)后的固體質(zhì)量是反應(yīng)前的(24+16)：24=1.67倍.若完全轉(zhuǎn)化為Mg₃N₂，則反應(yīng)后的固體質(zhì)量是反應(yīng)前的(24×3+14×2)：(24×3)=1.39倍。實(shí)驗(yàn)得到固體殘留物的質(zhì)量是實(shí)驗(yàn)前Mg粉質(zhì)量的1.5倍，所以得到的是MgO和Mg₃N₂的混合物。故假設(shè)設(shè)Ⅲ成立。C中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式有4Mg+2NO₂4MgO+N₂  3Mg+N₂Mg₃N₂。（6）本實(shí)驗(yàn)中存在明顯缺陷，就是沒有尾氣處理裝置。改進(jìn)措施是活塞K處的導(dǎo)氣管插入NaOH溶液中，進(jìn)行尾氣吸收。₂的反應(yīng)及固體產(chǎn)物的成分。