Question

镁是最轻的结构金属材料之一，又具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削性好、易于回收等优点。国内外将镁合金应用于汽车行业，以减重、节能、降低污染，改善环境。但金属镁性质活泼，能与空气中的O₂、N₂、CO₂等反应，也能与沸水反应。其中，Mg与N₂反应的产物Mg₃N₂与水反应：Mg₃N₂＋6H₂O＝3Mg(OH)₂＋2NH₃↑。请回答下列问题：

（1）甲组学生研究Mg能在CO₂气体中燃烧，并研究其产物。将镁条在空气中加热点燃后迅速插入盛放CO₂气体的集气瓶中，观察到的现象是__    _；化学反应方程式是_____             __。

（2）乙组学生根据上述甲组实验，认为Mg能在NO₂中燃烧，可能产物为MgO、N₂和Mg₃N₂。通过如下实验装置来验证反应产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)。

已知：NO₂气体能被NaOH吸收。NH₃·H₂O的电离常数与CH₃COOH电离常数相等，均为1.75×10^-5。       

①乙组同学的装置中，依次连接的顺序为A_______(填字母序号)；装置B中的作用是______。

②确定产物中有N₂生成的实验现象为____________________________________。

（3）设计实验证明：

①产物中存在Mg₃N₂：                                 。

②MgO和Mg(OH)₂溶于铵盐溶液是与NH₄⁺直接反应，不是与NH₄⁺水解出来的H⁺反应：    。

Answer

（1）剧烈燃烧，发出耀眼白光，反应后在集气瓶内部附着白色粉末和黑色颗粒

2Mg+CO22MgO+C （2）①BCBED；在 C 的两侧防止水蒸气进入 C 中与产物 Mg3N2反应

②D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中 （3）①取C中少量反应产物，加入到水中产生刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝 ②将①中加水后的溶液加热，赶走NH3后，再加入过量的 CH3COONH4溶液，固体溶解，说明 MgO 和 Mg(OH)2溶于铵盐溶液是与 NH4+直接反应，不是与NH4+水解出来的H+反应

【解析】

试题分析：（1）镁和二氧化碳在点燃条件下反应生成MgO和C，同时发出耀眼白光，所以看到的现象是：剧烈燃烧，发出耀眼白光，反应后在集气瓶内部附着白色粉末和黑色颗粒，反应方程式为2Mg+CO22MgO+C；

（2）①Mg能在NO2中燃烧，产物为Mg3N2、Mg0和N2，装置A中Cu与浓硝酸反应生成的气体NO2，用装置B干燥剂干燥，通入硬质玻璃管C与镁粉发生反应，然后再干燥气体，用E装置除去多余的NO2，装置D排水法收集N2，故连接装置的顺序为：BCBED；用装置B干燥剂干燥，通入硬质玻璃管C与镁粉发生反应，然后再干燥气体，装置B中的作用是在C的两侧防止水蒸气进入C中与产物Mg3N2反应；

②氮气不溶于水，如果有氮气，则能通过排水法收集到气体，所以确定产物中有N2生成的实验现象为D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中；

（3）①氮化镁能与水反应生成氨气，则确认产物中存在Mg3N2的实验现象为：取C中少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，证明产物中存在Mg3N2；

②NH3•H2O的电离常数与CH3COOH电离常数相等，均为1.75×10-5，所以醋酸铵溶液呈中性，将①中加水后的溶液加热，赶走NH3后，再加入过量的 CH3COONH4溶液，固体溶解，说明MgO和Mg（OH）2溶于铵盐溶液是与NH4+直接反应，不是与NH4+水解出来的H+反应。

考点：考查物质性质的实验探究