1.(2020·江门调研)已知:Mg能在NO2中燃烧,可能产物为Mg3N2、MgO和N2。Mg3N2容易与水反应。
(1)某实验探究小组探究Mg与NO2反应的固体产物成分,对固体产物提出三种假设:
假设Ⅰ:固体产物为MgO;假设Ⅱ:____________________________________________;
假设Ⅲ:____________________________________________________________。
(2)该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO2中燃烧反应产物(夹持装置省略,部分仪器可重复使用)。
①实验装置连接的顺序为____________(填字母)。
②装置B中盛装的试剂可以是________ (填字母)。
a.浓硫酸 b.碱石灰
c.无水CaCl2 d.五氧化二磷
③确定产物中有N2生成的实验现象为____________________。
(3)设计实验证明产物中存在Mg3N2:________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知装置C中初始加入Mg粉质量为13.2 g,在足量的NO2中充分燃烧,实验结束后,硬质玻璃管冷却至室温、称量,测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0 g,产生N2的体积为 1 120 mL(标准状况)。写出玻璃管中发生反应的化学方程式:_______________
________________________________________________________________________。
解析:(1)根据已知Mg在NO2中燃烧产物的可能性分析判断,假设Ⅰ:固体产物为MgO;假设Ⅱ:固体产物为Mg3N2;假设Ⅲ:固体产物为MgO和Mg3N2的混合物。
(2)①A中铜与浓硝酸反应产生二氧化氮,用B中干燥剂干燥后,通入硬质玻璃管C中与镁粉反应,用E中NaOH溶液除去多余的二氧化氮,最后用D中排水法收集氮气,为确保C中无水蒸气,在C和E之间也应连接干燥装置,故装置的连接顺序为ABCBED;②二氧化氮不能用碱性干燥剂干燥,U形管盛装的是固体干燥剂,故B中盛放的试剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷等,选cd;③从C中导出的气体通过NaOH溶液吸收NO2后,仍有气体将D中试剂瓶中的水压入烧杯中,则确定产物中有N2生成。
(3)Mg3N2能与水反应生成氨,氨是具有刺激性气味的碱性气体,所以取少量反应后的固体产物,加入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,则证明产物中有Mg3N2。
(4)13.2 g镁的物质的量为0.55 mol,设生成Mg3N2的物质的量为x mol,MgO的物质的量为y mol,根据镁原子守恒得①3x+y=0.55 mol;根据固体质量得②100x+40y=21.0 g,联立①②解得x=0.05,y=0.4;氮气的物质的量为1.12 L÷22.4 L·mol-1=0.05 mol,综上分析反应物为Mg和NO2,生成物为Mg3N2、MgO和N2且物质的量之比为1∶8∶1,所以化学方程式为11Mg+4NO2Mg3N2+8MgO+N2。
答案:(1)固体产物为Mg3N2 固体产物为MgO和Mg3N2的混合物
(2)①ABCBED ②cd ③D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中
(3)取 C 中少量反应产物,加入水中产生有刺激性气味的气体,该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
(4)11Mg+4NO2Mg3N2+8MgO+N2
2.(1)甲同学设计两种方案来检验Na2SO3溶液是否发生变质。
方案一:取样,加入稀盐酸有气泡生成,认为亚硫酸钠溶液没有变质。
方案二:取样,加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,认为亚硫酸钠溶液完全变质。
请你对两方案做出评价。