Question

固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。已知KNO₃、Cu(NO₃)₂、AgNO₃三种硝酸盐的热分解反应方程式如下：

I．2KNO₃2KNO₂＋O₂↑

II．2Cu(NO₃) ₂ 2CuO＋4NO₂↑＋O₂↑

III．2AgNO₃2Ag＋2NO₂↑＋O₂↑

(1)某固体可能由KNO₃、Cu(NO₃)₂、AgNO₃三种硝酸盐中的一种或几种组成。取适量该固体充分加热，得到一定量气体。若该气体经水充分吸收后，剩余气体的体积在同温同压下为吸收前的1/6。 (忽略氧在水中的溶解)

①若该固体只是由一种盐组成，则该盐为             。

②若该固体是混合物，则该混合物的可能组成为                  。

(2)某学习小组以Mg(NO₃)₂为研究对象，通过实验探究其热分解的产物，设计如下图所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：

【实验步骤】

a．仪器连接后，放入固体试剂之前，关闭k，微热硬质玻璃管A。

b．称取Mg(NO₃)₂固体3.7g置于A中，先通入一段时间N₂，再关闭k，用酒精灯加热硬质玻璃管A。

c．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 。

①步骤a的目的是                                           ；

②依据已知的三个方程式，再根据剩余固体的质量写出Mg(NO₃)₂热分解方程式为：                      。

③若A中固体为AgNO₃，用以上实验装置进行实验时，D 中的现象为          ，用离子方程式表示出现该现象的原因：_____________________          。

④从实验安全的角度判断该实验装置有无缺陷？若有，应如何改进？                                                               。

Answer

（1）①AgNO3  （2分） 

②KNO3和Cu(NO3)2 或 KNO3、Cu(NO3)2和AgNO3（答对一种情况即可得2分）

（2）①检验装置气密性（2分）

②2Mg(NO3) 2 2 Mg O＋4NO2↑＋O2↑（2分）

③溶液红色变浅（甚至消失）（2分）  2SO32－+O2=2SO42－  （2分，若只写出水解平衡移动不给分）

④有（1分）   应在A和B之间加入防倒吸装置（2分）

【解析】

试题分析：（1）①因为4NO2+O2+2H2O=4HNO3， KNO3受热分解生成O2，不能被水吸收；Cu(NO3)2受热分解生成NO2和O2，且V(NO2)∶V(O2)=4∶1，所以其生成的混合气体可全溶于水；AgNO3受热分解生成NO2和O2，且V(NO2)∶V(O2)=2∶1，则当其溶于水时，O2过量，设NO2为 2aL，O2为a L，反应前共3aL，溶于水后剩余O2为：aL－ 1/2aL = 1/2a L，剩余气体的体积在同温同压下为吸收前的1/6,所以若该固体只是由一种盐组成，为AgNO3。

②若由KNO3和Cu（NO3）2按物质的量之比为1∶1组成的混合物也能符合题意。设KNO3和Cu（NO3）2分解得到的气体体积分别为V1和V2。V1／（V1＋V2）＝1／6  V2＝5V1。由反应方程式①和②可知KNO3和Cu（NO3）2的物质的量之比为1∶1。(或由三种盐组成，其中KNO3和Cu（NO3）2的物质的量之比为1∶1，而AgNO3的物质的量可任意变动，这也符合题意)。

（2）①放入固体试剂之前，关闭k，微热硬质玻璃管A，目的是检验装置的气密性。

②Mg(NO3)2固体3.7g物质的量为0.025mol，剩余固体也应含Mg元素，质量1.0g，摩尔质量为40g/mol，为MgO，类似于Cu(NO3)2分解的方程式：2Mg(NO3) 2 2 Mg O＋4NO2↑＋O2↑。

③若A中为AgNO3，分解生成的气体通过NaOH溶液，剩余的气体为O2，通入D中O2氧化SO32‾：2SO32－+O2=2SO42－，溶液由水解呈碱性的Na2SO3转化为中性的Na2SO4，所以溶液红色变浅（甚至消失）。

④NO2、O2与NaOH反应气体减少，压强减小可能引起倒吸，所以应在A和B之间加入防倒吸装置。

考点：本题考查物质的推断及计算、化学方程式的书写、基本操作、 实验方案的分析。