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) ₂2CuO＋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

（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) ₂2 Mg O＋4NO₂↑＋O₂↑（2分）
③溶液红色变浅（甚至消失）（2分）  2SO₃^2－+O₂=2SO₄^2－ （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）

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) ₂2 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?：2SO₃^2－+O₂=2SO₄^2－，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。