Question

【題目】固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復雜。某學習小組以Mg(NO3)2為研究對象，擬通過實驗探究其熱分解的產(chǎn)物。

（1）實驗前，小組對Mg(NO3)2分解產(chǎn)物的組成提出如下4種猜想：

甲：MgO、NO2、O2乙：Mg(NO2)2、NO2、O2

丙：Mg3N2、O2丁：MgO、NO2、N2

不需要實驗驗證就認定猜想丁不成立，理由是___________________________。

（2）實驗過程

查閱資料得知2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，針對甲、乙、丙猜想，設計如下圖所示的實驗裝置（圖中加熱、夾持儀器等均省略）：

①檢查如上裝置氣密性應如何操作______________________。

②經(jīng)檢驗裝置氣密性良好，稱取7.4 g Mg(NO3)2固體置于硬質(zhì)玻璃管A中，并連接好上圖裝置。在用酒精燈給硬質(zhì)玻璃管A加熱前，先進行的操作是__________。

③觀察到A中有紅棕色氣體出現(xiàn)。

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2.0g，通過計算確定該剩余固體的成分是__________（填化學式）。

（3）實驗結果分析討論

①某同學提出：取A中少量剩余固體于試管中，加入適量水，如未見明顯現(xiàn)象，也能直接排除甲、乙、丙中的一種猜想，判定依據(jù)是__________（用化學方程式表示）。

②根據(jù)以上分析可初步確認猜想_______（填甲、乙、丙）是正確的。

③為驗證產(chǎn)物中的O2，學習小組對實驗裝置進行了如下圖的改進，其中裝置B的作用是__________，裝置C的作用是_________，若D中出現(xiàn)________現(xiàn)象，說明產(chǎn)物中有O2。

④小組同學用改進后的裝置重新實驗，卻發(fā)現(xiàn)D 中無明顯現(xiàn)象，但小組討論認定分解產(chǎn)物中仍有O2存在，未檢測到的原因是_______（用化學反應方程式表示）。

Answer 1

【答案】 不符合氧化還原反應規(guī)律（元素的化合價只有降低沒有升高） 關閉k1，打開k2，將k2右側連接導氣管，并浸入水槽中，用手或熱毛巾微熱硬質(zhì)玻璃管（或洗氣瓶B），若導管口有氣泡逸出，冷卻后導管口形成一段水柱，表明裝置氣密性良好 通入氮氣，排凈空氣 MgO Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2 +2NH3 甲 吸收產(chǎn)物中的NO2 驗證NO2是否除盡 紅色變淺或褪色 4NO2+O2+2H2O=4HNO3（4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O）

【解析】試題分析：（1）Mg(NO3)2分解過程中發(fā)生了氧化還原反應，元素化合價既要有升高又要有降低；（2）①根據(jù)氣體壓強原理檢驗裝置氣密性；②甲乙丙都有氧氣生成，而空氣中也存在氧氣，所以必須把空氣中的氧氣除去，以防帶來干擾；④根據(jù)鎂元素守恒，計算剩余固體的摩爾質(zhì)量；（3）①Mg3N2與水反應生成氨氣；②根據(jù)以上分析一定有氧化鎂生成；③根據(jù)2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，分析裝置B的作用， NO2與水反應生成硝酸，酚酞褪色；D中盛放的溶液是Na2SO3溶液，Na2SO3具有還原性，能被氧氣氧化生成Na2SO4。④ B中可發(fā)生反應4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O。

解析：（1）Mg(NO3)2分解過程中發(fā)生了氧化還原反應（元素化合價既升高也降低），而丁組中，只有降低的N元素，而沒有升高的元素，不符合氧化還原反應的規(guī)律；（2）①關閉k1，打開k2，將k2右側連接導氣管，并浸入水槽中，用手或熱毛巾微熱硬質(zhì)玻璃管（或洗氣瓶B），若導管口有氣泡逸出，冷卻后導管口形成一段水柱，表明裝置氣密性良好；②給硬質(zhì)玻璃管A加熱前，先通入氮氣，排凈空氣，防止空氣中氧氣的干擾；④7.4 g Mg(NO3)2的物質(zhì)的量是 ，根據(jù)鎂元素守恒，剩余固體的物質(zhì)的量是0.05mol，則固體的摩爾質(zhì)量是 ，所以剩余固體是MgO；（3）①Mg3N2與水反應生成氨氣，反應方程式是Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2 +2NH3，若沒有沒明顯現(xiàn)象，則不可能是丙；②根據(jù)以上分析一定有氧化鎂生成，所以甲正確；③根據(jù)2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，裝置B的作用是吸收產(chǎn)物中的NO2， NO2與水反應生成硝酸，酚酞褪色，C裝置的作用是驗證NO2是否除盡；D中盛放的溶液是Na2SO3溶液，Na2SO3具有還原性，能被氧氣氧化生成Na2SO4，若D中紅色變淺或褪色，說明產(chǎn)物中有O2。④ B中可發(fā)生反應4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O，所以D 檢測不到氧氣。