Question

【题目】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。

（1）实验前，小组对Mg(NO3)2分解产物的组成提出如下4种猜想：

甲：MgO、NO2、O2乙：Mg(NO2)2、NO2、O2

丙：Mg3N2、O2丁：MgO、NO2、N2

不需要实验验证就认定猜想丁不成立，理由是___________________________。

（2）实验过程

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）：

①检查如上装置气密性应如何操作______________________。

②经检验装置气密性良好，称取7.4 g Mg(NO3)2固体置于硬质玻璃管A中，并连接好上图装置。在用酒精灯给硬质玻璃管A加热前，先进行的操作是__________。

③观察到A中有红棕色气体出现。

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2.0g，通过计算确定该剩余固体的成分是__________（填化学式）。

（3）实验结果分析讨论

①某同学提出：取A中少量剩余固体于试管中，加入适量水，如未见明显现象，也能直接排除甲、乙、丙中的一种猜想，判定依据是__________（用化学方程式表示）。

②根据以上分析可初步确认猜想_______（填甲、乙、丙）是正确的。

③为验证产物中的O2，学习小组对实验装置进行了如下图的改进，其中装置B的作用是__________，装置C的作用是_________，若D中出现________现象，说明产物中有O2。

④小组同学用改进后的装置重新实验，却发现D 中无明显现象，但小组讨论认定分解产物中仍有O2存在，未检测到的原因是_______（用化学反应方程式表示）。

Answer 1

【答案】 不符合氧化还原反应规律（元素的化合价只有降低没有升高） 关闭k1，打开k2，将k2右侧连接导气管，并浸入水槽中，用手或热毛巾微热硬质玻璃管（或洗气瓶B），若导管口有气泡逸出，冷却后导管口形成一段水柱，表明装置气密性良好 通入氮气，排净空气 MgO Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2 +2NH3 甲 吸收产物中的NO2 验证NO2是否除尽 红色变浅或褪色 4NO2+O2+2H2O=4HNO3（4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O）

【解析】试题分析：（1）Mg(NO3)2分解过程中发生了氧化还原反应，元素化合价既要有升高又要有降低；（2）①根据气体压强原理检验装置气密性；②甲乙丙都有氧气生成，而空气中也存在氧气，所以必须把空气中的氧气除去，以防带来干扰；④根据镁元素守恒，计算剩余固体的摩尔质量；（3）①Mg3N2与水反应生成氨气；②根据以上分析一定有氧化镁生成；③根据2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，分析装置B的作用， NO2与水反应生成硝酸，酚酞褪色；D中盛放的溶液是Na2SO3溶液，Na2SO3具有还原性，能被氧气氧化生成Na2SO4。④ B中可发生反应4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O。

解析：（1）Mg(NO3)2分解过程中发生了氧化还原反应（元素化合价既升高也降低），而丁组中，只有降低的N元素，而没有升高的元素，不符合氧化还原反应的规律；（2）①关闭k1，打开k2，将k2右侧连接导气管，并浸入水槽中，用手或热毛巾微热硬质玻璃管（或洗气瓶B），若导管口有气泡逸出，冷却后导管口形成一段水柱，表明装置气密性良好；②给硬质玻璃管A加热前，先通入氮气，排净空气，防止空气中氧气的干扰；④7.4 g Mg(NO3)2的物质的量是 ，根据镁元素守恒，剩余固体的物质的量是0.05mol，则固体的摩尔质量是 ，所以剩余固体是MgO；（3）①Mg3N2与水反应生成氨气，反应方程式是Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2 +2NH3，若没有没明显现象，则不可能是丙；②根据以上分析一定有氧化镁生成，所以甲正确；③根据2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，装置B的作用是吸收产物中的NO2， NO2与水反应生成硝酸，酚酞褪色，C装置的作用是验证NO2是否除尽；D中盛放的溶液是Na2SO3溶液，Na2SO3具有还原性，能被氧气氧化生成Na2SO4，若D中红色变浅或褪色，说明产物中有O2。④ B中可发生反应4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O，所以D 检测不到氧气。