Question

固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復(fù)雜．以Mg（NO₃）₂為研究對(duì)象，四個(gè)學(xué)習(xí)小組擬通過實(shí)驗(yàn)探究其熱分解的產(chǎn)物，分別提出如下4種猜想：
甲組：Mg（NO₂）₂、NO₂、O₂乙組：MgO、NO₂、O₂
丙組：MgO、NO₂、N₂丁組：Mg₃N₂、O₂
（1）實(shí)驗(yàn)前，小組成員經(jīng)討論認(rèn)定

 

組的猜想一定不成立，理由是

 

．
查閱資料得知：2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O
針對(duì)其他小組猜想，設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置（圖中加熱、夾持儀器等均省略）進(jìn)行探究：

（2）實(shí)驗(yàn)過程
①簡(jiǎn)述檢驗(yàn)該裝置氣密性的方法

 

．
②稱取硬質(zhì)試管A的質(zhì)量為18.0g，試管A與Mg（NO₃）₂固體共21.8g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

 

；關(guān)閉K，用酒精燈加熱時(shí)，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中有紅棕色氣體生成，C中有氣泡．
④待樣品完全分解，A裝置冷卻至室溫、稱量，測(cè)得硬質(zhì)試管A和剩余固體的總質(zhì)量為19.0g．
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(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論
①證明一定有O₂生成的依據(jù)是

 

，與此相關(guān)的化學(xué)原理為（用化學(xué)方程式表示）

 

．根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和剩余固體的質(zhì)量經(jīng)分析可初步確認(rèn)猜想

 

組結(jié)論是正確的．
②一位同學(xué)認(rèn)為上述裝置不能確認(rèn)分解產(chǎn)物中有O₂，他的理由你認(rèn)為可能是

 

，如果需改進(jìn)裝置，應(yīng)該

 

．
（4）據(jù)以上分析，Mg（NO₃）₂分解的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）、根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)升降相等判斷；
（2）、①反應(yīng)前檢驗(yàn)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)氧氣具有氧化性，可以將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉結(jié)合亞硫酸鈉成堿性來分析；
②根據(jù)D裝置與空氣相通，空氣中的氧氣可能將Na₂SO₃氧化來分析；
（4）根據(jù)以上分析Mg（NO₃）₂分解生成氧化鎂、二氧化氮和氧氣．

解答： 解：（1）、由于丙產(chǎn)物中化合價(jià)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：丙；不合乎氧化反應(yīng)規(guī)律，N只降價(jià)，沒有元素升高價(jià)；
（2）、①實(shí)驗(yàn)前需要檢驗(yàn)裝置的氣密性，關(guān)閉k，微熱硬質(zhì)玻璃管（A），觀察到D中有氣泡連續(xù)放出，證明裝置氣密性良好，
故答案為：關(guān)閉k，微熱硬質(zhì)玻璃管（A），觀察到D中有氣泡連續(xù)放出；
②由于甲乙丙猜想中產(chǎn)物都有氧氣，沒有氮?dú)�，用氮�(dú)馀懦鲅b置中空氣避免對(duì)產(chǎn)物氧氣檢驗(yàn)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：加熱前通入N₂以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣，其目的是避免對(duì)產(chǎn)物O₂的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾；移動(dòng)酒精燈預(yù)熱硬質(zhì)玻璃管；
（3）、①氧氣通過氫氧化鈉不反應(yīng)，而氧氣通入亞硫酸鈉時(shí)，則亞硫酸鈉和氧氣的反應(yīng)，反應(yīng)方程式是：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，堿性溶液變成了中性，所以紅色退去；
硝酸鎂分解，紅棕色氣體是二氧化氮，鎂元素不會(huì)還是硝酸鎂形式，所以乙正確；
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；乙；
②D裝置與空氣相通，空氣中的氧氣可能將Na₂SO₃氧化，所以不能確認(rèn)分解產(chǎn)物中有O₂，應(yīng)在D裝置后再加一套除空氣中的氧氣裝置；
故答案為：D裝置與空氣相通，空氣中的氧氣可能將Na₂SO₃氧化；在D裝置后再加一套除氧裝置；
（4）根據(jù)以上分析Mg（NO₃）₂分解生成氧化鎂、二氧化氮和氧氣，則反應(yīng)方程式為：2Mg（NO₃）₂═2MgO+4 NO₂↑+O₂↑，故答案為：2Mg（NO₃）₂═2MgO+4 NO₂↑+O₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題探究硝酸鎂分解產(chǎn)物，提出假想，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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．