Question

某课外活动小组根据Mg与CO₂的反应原理，探究Mg与NO₂的反应及固体产物。该小组通过实验确认Mg能在NO₂中燃烧，并对固体产物提出三种假设：

I.假设为：固体产物为MgO  II.假设为：______________III.假设为：______________

请回答下列问题：资料信息：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O

（1）如图连接好仪器，装药品前如何检验装置的气密性_____________________________

（2）装置B中盛装的干燥剂可以是（填序号）___________________

①浓硫酸      ②无水CaCl₂              ③碱石灰        ④五氧化二磷

（3）开始打开活塞k,让A中反应进行一段时间，待C中充满红综色气体后，关闭活塞k，再点燃C处酒精灯，同时D中碱液盛的很满，这样做的目的是_________________________

（4）E中收集到的气体对氢气的相对密度是14,该气体是__________________

（5）实验得到固体残留物的质量是实验前Mg粉质量的1.5倍，则假设__________________成立。C中发生的化学反应方程式有_______________________________________________

（6）本实验中存在明显缺陷，改进措施是_______________________________________。

Answer

Ⅱ.固体产物为Mg3N2  Ⅲ.固体产物为MgO和Mg3N2  （1）关闭分液漏斗活塞和活塞K，将导气管末端插入水中，对锥形瓶（或C处反应管）微热，若导气管口有气泡，停止加热，导气管中进入一段水柱，表示气密性良好。 （2）②④ （3）排净装置中空气，防止空气干扰实验。

（4）N2 （5）假设Ⅲ  4Mg+2NO24MgO+N2  3Mg+N2Mg3N2

（6）活塞K处的导气管插入NaOH溶液中，进行尾气吸收。

【解析】

试题分析：在NO2中含有N、O元素，所以Mg在其中燃烧产物可能是MgO、Mg3N2或它们的混合物。假设Ⅱ.固体产物为Mg3N2  。Ⅲ.固体产物为MgO和Mg3N2（1）如图连接好仪器，装药品前装置的气密性检验方法是：关闭分液漏斗活塞和活塞K，将导气管末端插入水中，对锥形瓶（或C处反应管）微热，若导气管口有气泡，停止加热，导气管中进入一段水柱，表示气密性良好。（2）Cu与浓硝酸反应产生的气体NO2是酸性气体，不能使用碱性干燥剂来干燥。排除  ③碱石灰；U形管装的是固体干燥剂，而浓硫酸是液体，不能使用，排除①浓硫酸。故装置B中盛装的干燥剂可以是②无水CaCl2 ④五氧化二磷。（3）开始打开活塞k,让A中反应进行一段时间，待C中充满红综色气体后，关闭活塞k，再点燃C处酒精灯，同时D中碱液盛的很满，这样做的目的是排净装置中空气，防止空气干扰实验。（4）E中收集到的气体对氢气的相对密度是14,相对分子质量为14×2=28，该气体是N2. （5）若完全转化为MgO，则反应后的固体质量是反应前的(24+16)：24=1.67倍.若完全转化为Mg3N2，则反应后的固体质量是反应前的(24×3+14×2)：(24×3)=1.39倍。实验得到固体残留物的质量是实验前Mg粉质量的1.5倍，所以得到的是MgO和Mg3N2的混合物。故假设设Ⅲ成立。C中发生的化学反应方程式有4Mg+2NO24MgO+N2  3Mg+N2Mg3N2。（6）本实验中存在明显缺陷，就是没有尾气处理装置。改进措施是活塞K处的导气管插入NaOH溶液中，进行尾气吸收。

考点：考查探究Mg与NO2的反应及固体产物的成分。