Question

固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO₃)₂为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想：

甲：Mg(NO₃)₂、NO₂、O₂   乙：MgO、NO₂、O₂  丙：Mg₃N₂、O₂     丁：MgO、NO₂、N₂

（1）实验前，小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是____            ________。

查阅资料得知：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O

针对甲、乙、丙猜想，设计如下图所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：

（2）实验过程

①取器连接后，放人固体试剂之前，关闭k，微热硬质玻璃管（A），观察到E 中有气泡连续放出，表明_                                    _______

② 称取Mg(NO₃)₂固体3 . 79 g置于A中，加热前通人N₂以驱尽装置内的空气，其目的是________；关闭K，用酒精灯加热时，正确操作是先________然后固定在管中固体部位下加热。

③ 观察到A 中有红棕色气体出现，C、D 中未见明显变化。

④ 待样品完全分解，A 装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为1.0g

⑤ 取少量剩余固体于试管中，加人适量水，未见明显现象。

（3）实验结果分析讨论

① 根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_______是正确的。

② 根据D 中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有O₂，因为若有O₂，D中将发生氧化还原反应：_________________    ____（填写化学方程式），溶液颜色会退去；小组讨论认定分解产物中有O₂存在，未检侧到的原因是_____________________。

③ 小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装里进一步研究。

Answer

（1）不符合氧化还原反应原理（2分）

（2）①装置气密性良好（2分）

②避免对产物O2的检验产生干扰（2分）；移动酒精灯预热硬质玻璃管（2分）

（3）①乙 （2分）        ②2Na2SO3 + O2 = 2Na2SO4（2分）

O2在通过装置B时已参与反应（2分）

【解析】

试题分析：本题考查Mg(NO)3加热分解后的产物的探究，以及实验基本操作。

（1）Mg(NO3)2中Mg、N、O的化合价分别为＋2、＋5、－2价，NO2、N2、Mg2N3中氮的化合价分别为＋4、0、－3价，O2中氧的化合价是0价。故甲、乙、丙中元素的化合价“有升有降”，符合氧化还原反应特点。而丁猜想只有化合价的降低，没有化合价的升高，该猜测不成立。

（2）最后一个装置中有气泡，说明整个装置气密性良好。N2将装置中的空气赶出的目的，是防止对分解产物的O2的检验超成干扰。加热操作是先预热，再集中加热。

（3）①Mg(NO3)2易溶于水，Mg3N2能够与水反应：Mg3N2＋6H2O＝3Mg(OH)2↓＋2NH3↑，MgO难溶于水。将固体溶于水，未见明显现象，故乙猜想正确。

②Na2SO3为弱酸强碱盐，SO32-水解溶液呈碱性：SO32-＋H2OHSO3-＋OH-，溶液颜色退去，说明氧气能够氧化Na2SO3为Na2SO4：2Na2SO3＋O2＝2Na2SO4。

未检验到氧气，则是由于NO2、O2与水共同作用可以产生HNO3，被NaOH吸收，导致无法检验O2的存在。

考点：考查化学实验的设计与评价