Question

12．固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復(fù)雜．某學(xué)習小組以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（NO₃）₂、NO₂、O₂乙：MgO、NO₂、O₂　     丙：Mg₃N₂、O₂　　　�。篗gO、NO₂、N₂
（1）實驗前，小組成員經(jīng)討論認定猜想丁不成立，理由是不符合氧化還原反應(yīng)原理（或其它合理答案）．
查閱資料得知：2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O針對甲、乙、丙猜想，設(shè)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，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
②稱取Mg（NO₃）₂固體3.7g置于A中，加熱前通入N₂以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣，其目的是避免對產(chǎn)物O₂檢驗產(chǎn)生干擾（或其它合理答案）；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)分析可初步確認猜想乙是正確的．
②根據(jù)D中無明顯現(xiàn)象，一位同學(xué)認為不能確認分解產(chǎn)物中有O₂，因為若有O₂，D中將發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄（填寫化學(xué)方程式），溶液顏色會退去；小組討論認定分解產(chǎn)物中有O₂存在，未檢側(cè)到的原因是O₂在通過裝置B時已參與反應(yīng)（或其它合理答案）．
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

分析 （1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價升降相等判斷；
（2）①反應(yīng)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(jù)加熱試管的操作要求完成；
（3）①根據(jù)硝酸鎂的反應(yīng)現(xiàn)象進行判斷；
②D中亞硫酸鈉具有還原性，能夠和氧氣反應(yīng)生成硫酸鈉，溶液褪色；二氧化氮和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成一氧化氮，一氧化氮會消耗氧氣．

解答 解：（1）由于產(chǎn)物中化合價只有降低情況，沒有升高，不滿足氧化還原反應(yīng)的特征，故答案為：不符合氧化還原反應(yīng)原理（或其它合理答案）；
（2）①實驗前需要檢驗裝置的氣密性，方法是關(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，證明裝置氣密性良好，故答案為：裝置氣密性良好；
②由于甲乙丙猜想中產(chǎn)物都有氧氣，沒有氮氣，用氮氣排出裝置中空氣避免對產(chǎn)物氧氣檢驗的干擾，集中加熱前先預(yù)熱硬質(zhì)試管，然后固定在管中固體部位下加熱，故答案為：避免對產(chǎn)物O₂檢驗產(chǎn)生干擾（或其它合理答案）；移動酒精燈預(yù)熱硬質(zhì)玻璃管；
（3）①硝酸鎂分解，紅棕色氣體是二氧化氮，鎂元素不會還是硝酸鎂形式，所以乙正確，故答案為：乙；
②亞硫酸鈉和氧氣的反應(yīng)，反應(yīng)方程式是：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，在B裝置中，二氧化氮和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成一氧化氮，生成的一氧化氮消耗了氧氣，故答案為：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄；O₂在通過裝置B時已參與反應(yīng)（或其它合理答案）．

點評 本題探究硝酸鎂分解產(chǎn)物，提出假想，通過實驗驗證，涉及了化學(xué)方程式的書寫、加熱操作的考查，本題難度中等．