Question

（15分）固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。以Mg(NO₃)₂为研究对象，四个学习小组拟通过实验探究其热分解的产物，分别提出如下4种猜想：
甲组：Mg(NO₂)₂、NO₂、O₂      乙组：MgO、NO₂、O₂　
丙组：MgO、NO₂、N₂         丁组：Mg₃N₂、O₂
（1）实验前，小组成员经讨论认定   组的猜想一定不成立，理由是_____________。
查阅资料得知：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O
针对其他小组猜想，设计如下图所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）进行探究：

A          B        C        D
（2）实验过程
①简述检验该装置气密性的方法                                             。
②称取硬质试管A的质量为18.0g，试管A与Mg(NO₃)₂固体共21.8 g置于A中，加热前通入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中有红棕色气体生成，C中有气泡。
④待样品完全分解，A装置冷却至室温、称量，测得硬质试管A和剩余固体的总质量为19.0g。
⑤取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未见明显现象。
（3）实验结果分析讨论
①证明一定有O₂生成的依据是                                ，与此相关的化学原理为（用化学方程式表示）                                         。
根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_______组结论是正确的。
②一位同学认为上述装置不能确认分解产物中有O₂，他的理由你认为可能是        ，　如果需改进装置，应该                。
（4）据以上分析，Mg(NO₃)₂分解的化学方程式为                             。

Answer 1

（1）丙 （1分）   不合乎氧化反应规律，N只降价，没有元素升高价（1分）
（2）①关闭k，微热硬质玻璃管（A），观察到D中有气泡连续放出（1分）
②加热前通入N₂以驱尽装置内的空气，其目的是避免对产物O₂的检验产生干扰（2分）；加热时的预热方法是移动酒精灯预热硬质玻璃管（1分）。
（3）①C中的溶液不褪色，且D中的溶液褪色（2分）
Na₂SO₃+H₂O NaHSO₃+ NaOH     2Na₂SO₃ + O₂ ==2Na₂SO₄，（2分）。
乙（1分）
②D装置与空气相通，空气中的氧气可能将Na₂SO₃氧化（1分）
在D装置后再加一套除氧装置（1分）
（4）2Mg(NO₃)₂2MgO+4 NO₂+ O₂（2分）

解析试题分析：（1）丙组的猜想一定不成立，由于产物中化合价只有降低情况，没有升高，不符合氧化还原反应的规律
（2）①实验前需要检验装置的气密性，方法是关闭k，微热硬质玻璃管（A），观察到E中有气泡连续放出，证明装置气密性良好。
②由于甲乙丙猜想中产物都有氧气，没有氮气，用氮气排出装置中空气避免对产物氧气检验的干扰；集中加热前先预热硬质试管，然后固定在管中固体部位下加热。
（3）①C中的溶液不褪色，说明无酸性气体产生，D中的溶液褪色可说明生成了氧气，发生的反应为：Na₂SO₃+H₂O NaHSO₃+ NaOH     2Na₂SO₃ + O₂ ==2Na₂SO₄；硝酸镁分解，红棕色气体是二氧化氮，镁元素转化为MgO，所以乙正确。
②D装置与空气相通，空气中的氧气可能将Na₂SO₃氧化，反应方程式是：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，所以不能确认分解产物中有O₂；改进装置为：在D装置后再加一套除氧装置。
（4）根据上述分析，硝酸镁加热分解生成MgO、NO₂、O₂，配平可得化学方程式：
2Mg(NO₃)₂2MgO+4 NO₂+ O₂
考点：本题考查探究实验及实验方案的设计与评价、化学方程式的书写。