Question

16．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(duì)象，擬通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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（或其它合理答案）．
查閱資料得知：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O針對(duì)甲、乙、丙猜想，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）：

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
①取器連接后，放人固體試劑之前，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3.79g置于A中，加熱前通人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（或其它合理答案）；關(guān)閉K，用酒精燈加熱時(shí)，正確操作是先移動(dòng)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(cè)得剩余固體的質(zhì)量為1.0g
⑤取少量剩余固體于試管中，加人適量水，未見明顯現(xiàn)象．
（ 3 ）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論：
①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)猜想乙是正確的．
②根據(jù)D 中無(wú)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?yàn)槿粲蠴₂，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(huì)退去；小組討論認(rèn)定分解產(chǎn)物中有O₂存在，未檢側(cè)到的原因是O₂在通過(guò)裝置B時(shí)已參與反應(yīng)（或其它合理答案）．
③小組討論后達(dá)成的共識(shí)是上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仍不完善，需改進(jìn)裝里進(jìn)一步研究．

Answer 1

分析 （1）選項(xiàng)中都涉及N元素的化合價(jià)的變化，為氧化還原反應(yīng)，應(yīng)滿足氧化劑和還原劑得失電子數(shù)目相等，以此解答；
（2）探究硝酸鎂分解產(chǎn)物：實(shí)驗(yàn)前需要檢驗(yàn)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，由于甲乙丙猜想中產(chǎn)物都有氧氣，沒有氮?dú)猓�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．
裝置A：Mg（NO₂）₂熱分解，裝置B：A中出現(xiàn)的紅棕色氣體和濃氫氧化鈉反應(yīng)，2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，吸收二氧化氮，裝置C：檢驗(yàn)二氧化氮是否除盡，檢驗(yàn)氨氣存在，裝置D：檢驗(yàn)氧氣存在，裝置E：尾氣吸收，防止空氣中進(jìn)入裝置．
①反應(yīng)前檢驗(yàn)裝置的氣密性，設(shè)法使裝置內(nèi)外形成氣壓差是氣密性檢查的常用手段，該題可利用封閉氣體的熱脹冷縮進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)；
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(jìn)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．

解答 解：（1）氧化還原反應(yīng)中，反應(yīng)前后，應(yīng)滿足元素化合價(jià)有升高有降低，且氧化劑降低總數(shù)和還原劑升高總數(shù)相等，由于�。篗gO、NO₂、N₂，Mg（NO₃）₂分解時(shí)，丁中NO₂、N₂都是氮元素的化合降低的產(chǎn)物，由于產(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，丁不成立，
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(shí)驗(yàn)前需要檢驗(yàn)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?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：避免對(duì)產(chǎn)物O₂檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾（或其它合理答案）；移動(dòng)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(huì)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(guò)裝置B時(shí)已參與反應(yīng)（或其它合理答案）．

點(diǎn)評(píng) 本題探究硝酸鎂分解產(chǎn)物，提出假想，通過(guò)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，有利于提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>