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）實驗前，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 ． 79 g置于A中，加熱前通入N₂以驅盡裝置內的空氣，其目是                   ；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                 。（用化學方程式表示）
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

（1）不符合氧化還原反應原理
（2）①裝置氣密性良好②避免對產物O₂的檢驗產生干擾   移動酒精燈預熱硬質玻璃管
（3）①乙  ②2Na₂SO₃ + O₂ =2Na₂SO₄     4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃

解析試題分析：（1）若產物是MgO、NO₂ 、N₂。元素的化合價只有降低的沒有升高的不符合氧化還原反應中化合價升高與降低的總數相等的原則。（2）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，表明裝置氣密性良好，不漏氣。若漏氣。E中就不會觀察到有連續的氣泡產生。②稱取Mg(NO₃)₂固體3 ． 79 g置于A中，加熱前通入N₂以驅盡裝置內的空氣，其目是驅趕裝置中的空氣，避免空氣中的成分對產物O₂的檢驗產生干擾。關閉K，用酒精燈加熱時，正確操作是先移動酒精燈預熱硬質玻璃管，使之均勻受熱，然后固定在管中固體部位下加熱。以防受熱不均勻發生爆炸事故。觀察到A 中有紅棕色氣體出現，說明產生了NO₂氣體，排除了丙存在的可能。（3） ①n{Mg(NO₃)₂}="m/M=" 3．79 g÷148g/mol=0．0256mol．n(MgO)=n(Mg)=n{Mg(NO₃)₂}．則m(MgO)= 0．0256mol×40g/mol=1．0g． 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乙正確的． ②若有O₂，D中將發生氧化還原反應：2Na₂SO₃ + O₂ =2Na₂SO₄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4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃． O₂恰好完全反應。故檢測不到其存在。
考點：考查裝置氣密性的檢查、Mg(NO₃)₂的不穩定性及產物的檢查等知識。