镁与氮气反应实验的设计

编辑: 逍遥路 关键词: 高中化学 来源: 高中学习网


1.设计意图

  

  在空气中直接点燃镁条,由于氧气比氮气活泼,观察不到镁与氮气反应的现象,产物中也检验不出氮化镁。如何利用空气中的氮气来证明镁能与氮气反应生成氮化镁?笔者经过设计并反复实验,发现笔者所用方法简单,能观察到镁与氧气、氮气反应的不同现象(见表1),比较方便地验证氮化镁的生成,还有利于加强学生的感性认识,进一步开放学生思维,培养学生探究精神。

  

  表1

  

  氧气

  

  氮气

  

  燃烧激烈程度

  

  剧烈

  

  缓和

  

  发光强弱程度

  

  耀眼的白光

  

  红光

  

  反应产物

  

  MgO

  

  Mg3N2

  

  热量

  

  迅速放出大量的热

  

  放热

  

  2.仪器、药品

  

  仪器:水槽、钟罩(内径15cm、容积约为2300ml)、家用保鲜薄膜袋、单孔塞、粗铜丝、小试管、蒸发皿(直径9.3cm)

  

  药品:镁条、蒸馏水、红色石蕊试纸

  

  3.仪器装置

  

  4.步骤、现象

  

  4.1如图一所示,将一蒸发皿浮于水面,通过燃烧的红磷除去钟罩内的氧气,待充分冷却,观察到钟罩内的水面上升了其容积的1/5,得到了较为纯净的氮气。(为节约上课演示时间,此步骤可预先完成)。

  

  4.2往水槽内慢慢注水,使钟罩内外水面持平。

  

  4.3在一单孔塞上固定一家用保鲜薄膜袋,另一端插入一粗铜丝,铜丝下端悬挂一约25cm长绕成螺旋状的光亮的镁条。

  

  4.4点燃镁条,同时拔出插有燃烧匙的塞子,立刻将燃烧着的镁条伸入钟罩内,并塞紧单孔塞(如图二所示)。可观察到镁条与刚混入的少量氧气剧烈反应,冒出大量的白烟,发出耀眼的白光,放出的热使钟罩内的气体体积迅速膨胀,一会儿光的强度在减弱,变成了红光。

  

  4.5燃烧停止后,钟罩内的水面立刻上升,上端的内壁出现淡黄色粉未(氮化镁升华所致)。

  

  4.6打开单孔塞,移走钟罩,把蒸发皿内的灰分转移至小试管内,加入1ml蒸馏水,在试管口平放一湿润的红色石蕊试纸,加热到沸腾,可观察到红色石蕊试纸变蓝。反应方程式为:Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑。

  

  5.注意事项与问题讨论

  

  5.1镁条要过量、光亮、双层且绕成螺旋状,方便伸入钟罩内。

  

  5.2钟罩口内颈用双面胶粘少许耐火棉,防止燃烧匙、镁焰直接与它接触。

  

  5.3在蒸发皿中直接检验氨,不便于氨的聚集。

  

  5.4镁条在罩内空气中点燃时间过长,温度高,有利于与氮气的反应,但气体膨胀大,会引起钟罩的晃动;点燃时间过短,温度低,则出现红光的时间也短。

  

  5.5也可用单孔塞、乳胶管、止水夹来控制气体体积的膨胀。打开止水夹,伸入点燃的镁条,看到导气管内有大量的白烟冒出,关闭止水夹,可避免钟罩的晃动。用气球来控制,则不妥,膨胀的气体会从水下逸出钟罩,引起钟罩较大的晃动,并浸没蒸发皿。

  

本文来自:逍遥右脑记忆 http://www.jiyifa.net/gaozhong/312270.html

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