Question

固體硝酸鹽加熱易分解且產物較復雜．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物，提出如下4種猜想：
甲：Mg（NO₃）₂、NO₂、O₂ 乙：MgO、NO₂、O₂　     丙：Mg₃N₂、O₂　　　丁：MgO、NO₂、N₂
（1）實驗前，小組成員經討論認定猜想丁不成立，理由是

 

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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）：

（2）實驗過程
①儀器連接后，放入固體試劑之前，關閉k，微熱硬質玻璃管（A），觀察到E中有氣泡連續放出，表明

 

②稱取Mg（NO₃）₂固體3.7g置于A中，加熱前通入N₂以驅盡裝置內的空氣，其目的是

 

；關閉K，用酒精燈加熱時，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中有紅棕色氣體出現，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，未見明顯現象．
（3）實驗結果分析討論
①根據實驗現象和剩余固體的質量經分析可初步確認猜想

 

是正確的．
②根據D中無明顯現象，一位同學認為不能確認分解產物中有O₂，因為若有O₂，D中將發生氧化還原反應：

 

（填寫化學方程式），溶液顏色會退去；小組討論認定分解產物中有O₂存在，未檢側到的原因是

 

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③小組討論后達成的共識是上述實驗設計仍不完善，需改進裝置進一步研究．

Answer 1

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

解答：解：（1）由于產物中化合價只有升高情況，沒有降低產物，
故答案為：不符合氧化還原反應原理（或其它合理答案）；
（2）①實驗前需要檢驗裝置的氣密性，方法是關閉k，微熱硬質玻璃管（A），觀察到E中有氣泡連續放出，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物都有氧氣，沒有氮氣，用氮氣排出裝置中空氣避免對產物氧氣檢驗的干擾，
集中加熱前先預熱硬質試管，然后固定在管中固體部位下加熱，
故答案為：避免對產物O₂檢驗產生干擾（或其它合理答案）；移動酒精燈預熱硬質玻璃管；
（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，反應方程式是：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（或其它合理答案）．

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