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(NO2)2、NO2、O2

乙：MgO、NO2、O2

丙：Mg3N2、O2

丁：MgO、NO2、N2

(1)實驗小組成員經討論認定猜想丁不成立，理由是

_______________________________________________________________。

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3.7 g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1.0 g。

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)，溶液顏色會褪去；小組討論認定分解產物中有O2存在，未檢測到的原因是___________________________________________

③小組討論后達成的共識是上述實驗設計仍不完善，需改進裝置進一步探究。

 

Answer 1

(1)不符合氧化還原反應原理(或其他合理答案)(2)①裝置氣密性良好　②避免對產物O2的檢驗產生干擾(或其他合理答案)移動酒精燈預熱硬質玻璃管

(3)①乙　②2Na2SO3＋O2=2Na2SO4　O2在通過裝置B時已參與反應(或其他合理答案)

【解析】(1)丁產物中只有N的化合價降低，沒有化合價升高的，不符合電子守恒規律。(2)在做有關氣體多步連續實驗時，首先應檢查裝置的氣密性，還要考慮裝置中的空氣對產物的生成及檢驗是否會產生影響，若有干擾必須先排凈干擾氣體。對玻璃加熱時要先均勻預熱，再集中加熱。(3)①不可能是甲，因為甲中Mg(NO2)2可溶于水。不可能是丙，因為丙中Mg3N2能與水反應產生NH3和Mg(OH)2沉淀。

只能是乙，Mg(NO3)2　～　MgO

148 40

3.7 g m

m＝40×＝1.0 g

氧化鎂難溶于水，且符合質量變化。

②Na2SO3具有還原性，能被O2氧化；NO2和O2可被NaOH共同吸收。