氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物,它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物,制备特殊的陶瓷材料等。某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮化镁(Mg3N2),并用实验方法测定氮化镁的纯度。
I.制备氮化镁
【查阅资料】
①(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O,该反应为放热反应。
②饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气;稀硫酸能吸收氨气。
③在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应。
【实验】
制备氮化镁的装置示意图如下:
(1)D装置的作用是 ,G装置的作用是 。
(2)E装置中发生反应的化学方程式为 。
(3)实验时先进行 (选填“A”或“E”)处加热,理由是 。
II.测定氮化镁的含量
氮化镁是浅黄色粉末,极易与水反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3,反应的化学方程式为 ,氮化镁(Mg3N2)中氮元素的化合价是 。
【定性分析】
步骤一:取少量氮化镁样品于试管中,加足量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,试管口闻到有刺激性气味的气体生成。
步骤二:弃去上层清液,加入稀盐酸,观察到沉淀全溶且冒气泡。该步骤中产生气泡的化学方程式为 。
【定量测定】
按下图实验装置进行实验:
(4)取氮化镁样品16g进行实验,I装置增重3.4g,求该样品中氮化镁的质量分数(请写出计算过程)。
(5)球形干燥管的作用是 。