Question

20．某學(xué)習(xí)小組以Mg（NO₃）₂為研究對象，擬通過實驗初步探究硝酸鹽熱分解的規(guī)律．
【提出猜想】小組提出如下4種猜想：
甲：Mg（NO₃）₂、NO₂、O₂   乙：MgO、NO₂、O₂
丙：Mg₃N₂、O₂           �。篗gO、NO₂、N₂
（1）查閱資料得知，NO₂可被NaOH溶液吸收，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O．
（2）實驗前，小組成員經(jīng)討論認(rèn)定猜想丁不成立，理由是不符合氧化還原反應(yīng)原理．
【實驗操作】
（3）設(shè)計如圖裝置，用氮氣排盡裝置中空氣，其目的是避免對產(chǎn)物O₂的檢驗產(chǎn)生干擾（或其它合理答案）；加熱Mg（NO₃）₂固體，AB裝置實驗現(xiàn)象是：固體減少，說明有Mg（NO₃）₂固體分解了產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液中有氣泡冒出，有NO₂生成．
（4）有同學(xué)提出可用亞硫酸鈉溶液檢驗是否有氧氣產(chǎn)生，但通入之前，還需在BD裝置間增加滴有酚酞的氫氧化鈉溶液，其作用是：確保二氧化氮已被除盡，防止干擾氧氣的檢驗
（5）小組討論后認(rèn)為即便通過C后有氧氣，僅僅用亞硫酸鈉溶液仍然難以檢驗，因為：亞硫酸鈉溶液與氧氣反應(yīng)沒有明顯現(xiàn)象，難以判斷反應(yīng)是否發(fā)生了，改進(jìn)的措施是可在亞硫酸鈉溶液中加入幾滴酚酞試劑．
（6）上述系列改進(jìn)后，如果分解產(chǎn)物中有O₂存在，排除裝置與操作的原因，未檢測到的原因是4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 或4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O．（用化學(xué)方程式表示）

Answer 1

分析 （1）NO₂在堿性條件下自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)，與氫氧化鈉反應(yīng)生成NaNO₃和NaNO₂；
（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價升降相等判斷；
（3）為檢驗是否生成氧氣，應(yīng)將裝置內(nèi)的氧氣排盡；加熱Mg（NO₃）₂固體，固體質(zhì)量減小，如生成紅棕色氣體，則有NO₂生成；
（4）亞硫酸鈉具有還原性，可被氧氣氧化，也可被二氧化氮氧化；
（5）亞硫酸鈉溶液與氧氣反應(yīng)沒有明顯現(xiàn)象，結(jié)合亞硫酸鈉溶液呈堿性，硫酸鈉溶液呈中性判斷；
（6）如果分解產(chǎn)物中有O₂存在，但沒有檢測到，可能原因是二氧化氮、氧氣與水反應(yīng)．

解答 解：（1）NO₂在堿性條件下自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)，與氫氧化鈉反應(yīng)生成NaNO₃和NaNO₂，反應(yīng)的方程式為2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，
故答案為：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O；
（2）由于丙產(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；
（3）為檢驗是否生成氧氣，應(yīng)將裝置內(nèi)的氧氣排盡，避免對產(chǎn)物O₂的檢驗產(chǎn)生干擾，加熱Mg（NO₃）₂固體，固體質(zhì)量減小，如生成紅棕色氣體，則有NO₂生成，
故答案為：避免對產(chǎn)物O₂的檢驗產(chǎn)生干擾（或其它合理答案）；固體減少；產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液中有氣泡冒出；
（4）亞硫酸鈉具有還原性，可被氧氣氧化，也可被二氧化氮氧化，通入之前，還需在BD裝置間增加滴有酚酞的氫氧化鈉溶液，可確保二氧化氮已被除盡，防止干擾氧氣的檢驗，
故答案為：確保二氧化氮已被除盡，防止干擾氧氣的檢驗；
（5）亞硫酸鈉溶液與氧氣反應(yīng)沒有明顯現(xiàn)象，結(jié)合亞硫酸鈉溶液呈堿性，硫酸鈉溶液呈中性判斷，可滴加幾滴酚酞試劑，如溶液由紅色變?yōu)闊o色，說明有氧氣生成，
故答案為：亞硫酸鈉溶液與氧氣反應(yīng)沒有明顯現(xiàn)象，難以判斷反應(yīng)是否發(fā)生了；幾滴酚酞試劑；
（6）如果分解產(chǎn)物中有O₂存在，但沒有檢測到，可能原因是二氧化氮、氧氣與水反應(yīng)，發(fā)生方程式為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 或4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O，
故答案為：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ 或4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O．

點評 本題為實驗探究題目，側(cè)重于學(xué)生的分析、實驗?zāi)芰Φ目疾椋瑸楦呖汲Ｒ婎}型，答題時主要在把握物質(zhì)的性質(zhì)基礎(chǔ)上把握實驗的原理、目的以及相關(guān)實驗的基本操作，題目難度不大，但需夯實基礎(chǔ)．