Question

【題目】某課外活動小組實驗發現點燃的鎂條能在CO2氣體中繼續燃燒，產生黑、白兩種固體，類比Mg與CO2反應的思路對Mg與NO2的反應進行預測并探究Mg與NO2的反應及產物．
請回答下列問題：
（1）利用如圖裝置完成實驗，連接的順序為 （c）﹣﹣﹣（e）﹣（f）﹣﹣﹣﹣﹣ ．
（2）裝置A中盛裝的干燥劑可以是（填序號）． ①濃硫酸 ②無水CaCl2③堿石灰 ④五氧化二磷
（3）裝置E的作用是（用化學方程式表示），裝置B中盛放濃硝酸的儀器名稱是 ， 裝置F的作用是 ．
（4）為防止空氣干擾實驗，排凈裝置中空氣的具體實驗操作為 ．
（5）已知裝置D中初始加入的鎂粉的質量為13.2g，在足量的NO2中充分燃燒，實驗結束后，硬質玻璃管冷卻至室溫，稱量，測得剩余固體的質量為21.0g，產生的氣體體積為1120mL（標準狀況），寫出玻璃管中發生反應的化學方程式 ．
（6）在設計上若沒有干燥管是否可行？請解釋原因 ．

Answer 1

【答案】
（1）a；b；i；j；h；g；d
（2）②④
（3）2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O；分液漏斗；防止倒吸
（4）打開N，關閉M，滴加濃硝酸，當干燥管中充滿紅棕色氣體時，關閉N
（5）11Mg+4NO2=Mg3N2+8MgO+N2
（6）不行，因為干燥管的作用是在充滿二氧化氮氣體過程中避免污染氣體排放到空氣中污染空氣
【解析】解：（1）類比Mg與CO2 反應的思路對Mg與NO2的反應進行預測并探究Mg與NO2的反應及產物，利用裝置B生成二氧化氮氣體，通過裝置A干燥氣體，通過裝置D使二氧化氮和鎂粉發生反應，通過F防止倒吸，通過裝置E吸收二氧化氮氣體最后通過裝置C測定生成氣體體積，驗證生成的氣體為氮氣，實驗裝置連接的順序為 c﹣a﹣b﹣e﹣f﹣i﹣j﹣h﹣g﹣d，
所以答案是：a；b；i；j；h；g；d；（2）①濃硫酸為溶液不能用U形管干燥氣體，故①錯誤；②無水CaCl2 為中性固體干燥劑，和二氧化氮不反應，可以干燥二氧化氮氣體，故②正確；③堿石灰為氫氧化鈉和氧化鈣混合物，和二氧化氮發生反應，不能用來干燥二氧化氮，故③錯誤；④五氧化二磷為酸性干燥劑為固體，不與二氧化氮反應，可以用來干燥二氧化氮氣體，故④正確；
所以答案是：②④；（3）裝置E是吸收二氧化氮生成硝酸鈉和亞硝酸鈉，反應的化學方程式為：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，B裝置B中盛放濃硝酸的儀器名稱是分液漏斗，用來添加濃硝酸，裝置F是安全瓶，起到防止倒吸的作用，
所以答案是：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O；分液漏斗；防止倒吸；（4）為防止空氣干擾實驗，排凈裝置中空氣，利用裝置E中止水夾，關閉M打開N，使裝置充滿紅棕色氣體，具體實驗操作為打開N，關閉M，滴加濃硝酸，當干燥管中充滿紅棕色氣體時，關閉N
所以答案是：打開N，關閉M，滴加濃硝酸，當干燥管中充滿紅棕色氣體時，關閉N；（5）已知裝置E中初始加入Mg粉質量為13.2g，物質的量= =0.55mol，在足量的NO2中充分燃燒，實驗結束后，硬質玻璃管冷卻至室溫、稱量，測得硬質玻璃管中剩余固體的質量為21.0g為氮化鎂和氧化鎂，產生N2的體積為1120mL（標準狀況）物質的量= =0.05mol．
設生成Mg3N2的物質的量為xmol，MgO的物質的量為Ymol，可得到3x+y=0.55mol，100x+40y=21.0g
解得x=0.05，y=0.4，N2的物質的量為0.05mol，
n（Mg）：n（Mg3N2）：n（MgO）：n（N2）=0.55：0.05：0.4：0.05=11：1：8：1：，結合氮原子守恒NO2前系數為4，
即得到11Mg+4NO2=Mg3N2+8MgO+N2 ，
所以答案是：11Mg+4NO2=Mg3N2+8MgO+N2；（6）在設計上若沒有干燥管，在充滿二氧化氮氣體過程中二氧化氮會排放到空氣中污染環境，若沒有干燥管不行，因為干燥管的作用是在充滿二氧化氮氣體過程中避免污染氣體排放到空氣中污染空氣，
所以答案是：不行，因為干燥管的作用是在充滿二氧化氮氣體過程中避免污染氣體排放到空氣中污染空氣．