Question

【題目】固體硝酸鹽加熱易分解且產物較復雜．以Mg(NO3)2為研究對象，四個學習小組擬通過實 驗探究其熱分解的產物，分別提出如下4 種猜想：

甲組：Mg(NO2)2、NO2、O2

乙組：MgO、NO2、O2

丙組：MgO、NO2、N2

丁組：Mg3N2、O2

查閱資料得知：

（1）在化學反應中，若有化合價升高，必然有元素化合價降低；

（2）NO2為紅棕色氣體且能被氫氧化鈉溶液吸收；

（3）4NO2+ O2 + 4NaOH=4NaNO3+ 2H2O；

（4）Mg3N2能與水反應生成氫氧化鎂和氨氣；

（5）Na2SO3溶液呈弱堿性且Na2SO3易被O2氧化。

Ⅰ實驗前，小組成員經討論認定______組的猜想一定不成立，理由是______。 針對其他小組猜想，設計如圖所示的實驗裝置（圖中加熱、夾持儀器等均省略）進行探究：

Ⅱ實驗過程

①儀器連接后，在 D 中加水至浸沒導管口，關閉 K，微熱硬質玻璃管 A，觀察到 D 中有氣泡連續放出， 表明_____。

②硬質試管 A 的質量為 18.0g，裝入固體后稱得硬質玻璃管 A 與 Mg（NO3）2固體共 21.7g，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 中有紅棕色氣體生成，C 中有氣泡。

④待樣品完全分解，A 裝置冷卻至室溫、稱量，測得硬質試管 A 和剩余固體的總質量為 19.0g。

⑤取少量剩余固體于試管中，加入適量水，未見明顯現象。

Ⅲ實驗結果分析討論

①根據 D 中_____，證明分解產物中有O2,與此相關的化學原理為（用化學方程式表示）_____。根據實驗現象和剩余固體的質量經分析可初步確認猜想______組結論是正確的。

②一位同學認為上述裝置不能確認分解產物中有O2，他的理由你認為可能是_____。

據以上分析，Mg(NO3)2分解的化學方程式為_____。

Answer 1

【答案】丙 丙組中氮元素只降價，沒有其他元素升價 裝置氣密性良好 排盡裝置內原有空氣，防止對氧氣的檢驗造成干擾 預熱 溶液褪色 乙 D 裝置與空氣相連，空氣中的氧氣可能將 Na2SO3 氧化

【解析】

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；氧氣具有氧化性，可以將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉結合亞硫酸鈉成堿性；D裝置與空氣相通，空氣中的氧氣可能將Na2SO3氧化，硝酸鎂分解生成氧化鎂、二氧化氮和氧氣。

Ⅰ在化學反應中，若有化合價升高，必然有元素化合價降低，丙產物中化合價只有降低情況，沒有升高，故實驗前，小組成員經討論認定丙組的猜想一定不成立，理由是丙組中氮元素只降價，沒有其他元素升價。

Ⅱ實驗過程

①儀器連接后，在 D 中加水至浸沒導管口，關閉 K，微熱硬質玻璃管 A，觀察到 D 中有氣泡連續放出， 表明裝置氣密性良好。

②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，加熱前通入N2以驅盡裝置內的空氣，其目的是排盡裝置內原有空氣，防止對氧氣的檢驗造成干擾；關閉 K，用酒精燈加熱時，正確操作是先預熱然后固定在管中固體部位下加熱。

Ⅲ實驗結果分析討論

①氧氣通過氫氧化鈉不反應,而氧氣通入亞硫酸鈉時,則亞硫酸鈉和氧氣的反應生成硫酸鈉，堿性溶液變成了中性，紅色退去，故根據D中溶液褪色，證明分解產物中有O2,與此相關的化學原理是亞硫酸鈉和氧氣生成硫酸鈉，故化學方程式表示為。根據實驗現象和剩余固體的質量經分析可初步確認猜想乙組結論是正確的。

②D裝置與空氣相通,空氣中的氧氣可能將亞硫酸鈉氧化,所以不能確認分解產物中有O2，應在D裝置后再加一套除空氣中的氧氣裝置，故他的理由可能是D 裝置與空氣相連，空氣中的氧氣可能將 Na2SO3 氧化。Mg (NO3)2分解生成氧化鎂、二氧化氮和氧氣，反應的化學方程式為。