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____           ________。
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取器連接后，放人固體試劑之前，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，加熱前通人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，加人適量水，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_____________________。
③ 小組討論后達成的共識是上述實驗設計仍不完善，需改進裝里進一步研究。

Answer 1

（1）不符合氧化還原反應原理（2分）
（2）①裝置氣密性良好（2分）
②避免對產物O₂的檢驗產生干擾（2分）；移動酒精燈預熱硬質玻璃管（2分）
（3）①乙 （2分）       ②2Na₂SO₃ + O₂= 2Na₂SO₄（2分）
O₂在通過裝置B時已參與反應（2分）

解析試題分析：本題考查Mg(NO)₃加熱分解后的產物的探究，以及實驗基本操作。
（1）Mg(NO₃)₂中Mg、N、O的化合價分別為＋2、＋5、－2價，NO₂、N₂、Mg₂N₃中氮的化合價分別為＋4、0、－3價，O₂中氧的化合價是0價。故甲、乙、丙中元素的化合價“有升有降”，符合氧化還原反應特點。而丁猜想只有化合價的降低，沒有化合價的升高，該猜測不成立。
（2）最后一個裝置中有氣泡，說明整個裝置氣密性良好。N₂將裝置中的空氣趕出的目的，是防止對分解產物的O₂的檢驗超成干擾。加熱操作是先預熱，再集中加熱。
（3）①Mg(NO₃)₂易溶于水，Mg₃N₂能夠與水反應：Mg₃N₂＋6H₂O＝3Mg(OH)₂↓＋2NH₃↑，MgO難溶于水。將固體溶于水，未見明顯現象，故乙猜想正確。
②Na₂SO₃為弱酸強堿鹽，SO₃^2-水解溶液呈堿性：SO₃^2-＋H₂OHSO₃^-＋OH^-，溶液顏色退去，說明氧氣能夠氧化Na₂SO₃為Na₂SO₄：2Na₂SO₃＋O₂＝2Na₂SO₄。
未檢驗到氧氣，則是由于NO₂、O₂與水共同作用可以產生HNO₃，被NaOH吸收，導致無法檢驗O₂的存在。
考點：考查化學實驗的設計與評價