Question

18．固體硝酸鹽加熱易分解且產物較復雜．某學習小組以AgNO₃為研究對象，擬通過實驗探究其熱分解的產物，提出如下3種猜想：
甲：Ag₂O、NO₂、O₂乙：Ag、NO₂、O₂  丙：Ag₂O、NO₂、N₂
（1）實驗前，小組成員經討論認定猜想丙不成立，理由是不符合氧化還原反應原理．
查閱資料得知：
2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O；Ag₂O與粉末態(tài)的Ag均為黑色；Ag₂O可溶于氨水．針對甲、乙猜想，設計如圖所示的實驗裝置（圖中加熱、夾持儀器等均省略）：

（2）實驗過程
①儀器連接后，放入固體試劑之前，首先進行的操作是檢驗裝置的氣密性．
②將AgNO₃固體置于A中，加熱前通入N₂以驅盡裝置內的空氣，其目的是避免對產物O₂檢驗產生干擾；關閉K，用酒精燈加熱時，正確操作是先移動酒精燈預熱硬質玻璃管，然后固定在管中固體部位下加熱．
③觀察到A 中有紅棕色氣體出現(xiàn)，C、D 中有氣泡．
④待樣品完全分解，A 裝置冷卻至室溫．
⑤取少量剩余固體于試管中，加入適量水，未見明顯現(xiàn)象．
（3）實驗結果分析討論
①證明一定有O₂生成的依據是C中的溶液不褪色，且D中的溶液褪色，與此相關的化學原理為Na₂SO₃+H₂O?NaHSO₃+NaOH、2Na₂SO₃+O₂═2Na₂SO₄（用化學方程式表示）．
②針對試管中殘留黑色固體的成分，該學習小組進行了如下探究：
【提出假設】試管中殘留的黑色固體可能是：�。瓵g；ⅱ．Ag₂O；ⅲ．Ag和Ag₂O．
【實驗驗證】該小組為驗證上述設想，分別取少量黑色固體，進行了如下實驗．

實驗編號	操作	現(xiàn)象
a	加入足量氨水，振蕩	黑色固體不溶解
b	加入足量稀硝酸，振蕩	黑色固體溶解，并有氣體產生

【實驗評價】根據上述實驗，不能確定固體產物成分的實驗是b（填實驗編號）．
【實驗結論】根據上述實驗結果，該小組得出AgNO₃固體熱分解的化學方程式為2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑．
（4）從實驗安全的角度判斷該實驗裝置有無缺陷？若有，應如何改進？有，應在AB裝置間增加防倒吸的裝置．

Answer 1

分析 （1）根據氧化還原反應化合價升降相等判斷；
（2）①反應前檢驗裝置的氣密性；
②甲、乙、丙中都有氧氣，避免空氣中氧氣干擾；根據加熱試管的操作要求完成；
（3）①根據氧氣具有氧化性，可以將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉結合亞硫酸鈉成堿性來分析；
②實驗操作加入的試劑若是硝酸，固體溶解，銀單質反應溶解，氧化銀也能溶于硝酸；裝置A加熱AgNO₃固體，產生紅棕色氣體為二氧化氮，C、D 中有氣泡，依據實驗a可知產物為銀，氧化銀溶于氨水；
（4）從實驗安全的角度判斷該實驗裝置有缺陷，裝置B中溶液易被到吸入裝置A．

解答 解：（1）由于產物中化合價只有降低情況，沒有升高，不滿足氧化還原反應的特征，
故答案為：不符合氧化還原反應原理；
（2）①實驗前需要檢驗裝置的氣密性，方法是關閉k，微熱硬質玻璃管（A），觀察到E中有氣泡連續(xù)放出，證明裝置氣密性良好，
故答案為：檢驗裝置的氣密性；
②由于甲乙丙猜想中產物都有氧氣，沒有氮氣，用氮氣排出裝置中空氣避免對產物氧氣檢驗的干擾，
集中加熱前先預熱硬質試管，然后固定在管中固體部位下加熱，
故答案為：避免對產物O₂檢驗產生干擾；移動酒精燈預熱硬質玻璃管；
（3）①氧氣通過氫氧化鈉不反應，而氧氣通入亞硫酸鈉時，則亞硫酸鈉和氧氣的反應，反應方程式是：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，堿性溶液變成了中性，所以紅色退去，
故答案為：C中的溶液不褪色，且D中的溶液褪色；Na₂SO₃+H₂O?NaHSO₃+NaOH、2Na₂SO₃+O₂═2Na₂SO₄；
②b實驗加入的硝酸可以溶解Ag₂O，也可以溶解Ag，不能檢驗固體成分，實驗a加入氨水，銀不能溶解于氨水溶液，Ag₂O能溶于氨水中形成銀氨溶液，可以驗證固體成分的判斷，加入足量氨水，振蕩黑色固體不溶解，說明生成的固體為Ag，裝置A加熱AgNO₃固體，產生紅棕色氣體為二氧化氮，C、D 中有氣泡為氧氣，AgNO₃固體熱分解的產物有Ag、NO₂、O₂，反應的化學方程式為：2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑，
故答案為：b；2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑；
（4）從實驗安全的角度判斷該實驗裝置有缺陷，裝置B中溶液易被到吸入裝置A，應在AB裝置間增加防倒吸的裝置，
故答案為：有；應在AB裝置間增加防倒吸的裝置．

點評 本題探究硝酸鹽分解產物，提出假想，通過實驗驗證，涉及了化學方程式的書寫、加熱操作的考查，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．