Question

固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復(fù)雜。某學(xué)習(xí)小組以Mg(NO₃)₂為研究對象，擬通過實驗探究其熱分解的產(chǎn)物，提出如下4種猜想：

甲：Mg(NO₂)₂ 、NO₂、O₂    乙：MgO、NO₂ 、O₂      丙：Mg₃N₂、O₂      丁：MgO、NO₂ 、N₂

（1）實驗前，小組成員經(jīng)討論認(rèn)定猜想丁不成立，理由是                           。

查閱資料得知：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O

針對甲、乙、丙猜想，設(shè)計如下圖所示的實驗裝置（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，關(guān)閉k，微熱硬質(zhì)玻璃管（A），觀察到E 中有氣泡連續(xù)放出，表明                              。

②稱取Mg(NO₃)₂固體3 ． 79 g置于A中，加熱前通入N₂以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣，其目是                    ；關(guān)閉K，用酒精燈加熱時，正確操作是先                         ，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 中未見明顯變化。

④待樣品完全分解，A 裝置冷卻至室溫、稱量，測得剩余固體的質(zhì)量為1 ． 0g

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(jié)果分析討論

①根據(jù)實驗現(xiàn)象和剩余固體的質(zhì)量經(jīng)分析可初步確認(rèn)猜想            是正確的。

②根據(jù)D 中無明顯現(xiàn)象，一位同學(xué)認(rèn)為不能確認(rèn)分解產(chǎn)物中有O₂，因為若有O₂，D中將發(fā)生氧化還原反應(yīng)：                     （填寫化學(xué)方程式），溶液顏色會褪去；小組討論認(rèn)定分解產(chǎn)物中有O₂存在，未檢測到的原因是                  。（用化學(xué)方程式表示）

③小組討論后達成的共識是上述實驗設(shè)計仍不完善，需改進裝置進一步研究。

 

Answer 1

【答案】

（1）不符合氧化還原反應(yīng)原理

（2）①裝置氣密性良好②避免對產(chǎn)物O₂的檢驗產(chǎn)生干擾    移動酒精燈預(yù)熱硬質(zhì)玻璃管

（3）①乙   ②2Na₂SO₃ + O₂ =2Na₂SO₄     4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃

【解析】

試題分析：（1）若產(chǎn)物是MgO、NO₂ 、N₂。元素的化合價只有降低的沒有升高的不符合氧化還原反應(yīng)中化合價升高與降低的總數(shù)相等的原則。（2）①儀器連接后，放入固體試劑之前，關(guān)閉k，微熱硬質(zhì)玻璃管（A），觀察到E 中有氣泡連續(xù)放出，表明裝置氣密性良好，不漏氣。若漏氣。E中就不會觀察到有連續(xù)的氣泡產(chǎn)生。②稱取Mg(NO₃)₂固體3 ． 79 g置于A中，加熱前通入N₂以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣，其目是驅(qū)趕裝置中的空氣，避免空氣中的成分對產(chǎn)物O₂的檢驗產(chǎn)生干擾。關(guān)閉K，用酒精燈加熱時，正確操作是先移動酒精燈預(yù)熱硬質(zhì)玻璃管，使之均勻受熱，然后固定在管中固體部位下加熱。以防受熱不均勻發(fā)生爆炸事故。觀察到A 中有紅棕色氣體出現(xiàn)，說明產(chǎn)生了NO₂氣體，排除了丙存在的可能。（3） ①n{Mg(NO₃)₂}=m/M= 3．79 g÷148g/mol=0．0256mol．n(MgO)=n(Mg)=n{Mg(NO₃)₂}．則m(MgO)= 0．0256mol×40g/mol=1．0g． 根據(jù)實驗現(xiàn)象和剩余固體的質(zhì)量經(jīng)分析可初步確認(rèn)猜想是乙正確的． ②若有O₂，D中將發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Na₂SO₃ + O₂ =2Na₂SO₄溶液顏色會褪去；小組討論認(rèn)定分解產(chǎn)物中有O₂存在，未檢測到的原因是4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃． O₂恰好完全反應(yīng)。故檢測不到其存在。

考點：考查裝置氣密性的檢查、Mg(NO₃)₂的不穩(wěn)定性及產(chǎn)物的檢查等知識。