题目内容

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。

(1)不符合氧化还原反应原理(或其它合理答案)
(2)①装置气密性良好
②避免对产物O2的检验产生干扰(或其它合理答案)
移动酒精灯预热硬质玻璃管
(3)①乙
②2Na2SO3 + O2= 2Na2SO4
O2在通过装置B时已参与反应(或其它合理答案)

(1)根据氧化还原反应原理有化合价的升高就有化合价的降低,而丁中只有化合价的降低,故不可能。
(2)该实验是通过定量和定性相结合的方法进行探究,通过固体质量的减少可以确定剩余的固体产物;通过红棕色气体,说明有NO2气体,排除丙的可能。
①一个完整的实验流程:安装,检查气密性,装药,实验,拆装置……,该过程为检查气密性;
②该实验过程中要排除氧气的干扰,故先用氮气排除空气,加热的操作时先预热,再对准一点加热。
(3)有NO2排除丙,固体质量减轻,故为乙;若有氧气,能讲亚硫酸钠氧化为硫酸钠;氧气没有检测到,可能在前面发生反应。
以探究实验为基础,考查了探究的基本方法,化学实验基本操作,氧化还原反应等相关知识。                       
练习册系列答案
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(15分)
某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应。其实验过程如下。
操作
现象
a.用干燥洁净的烧杯取约10 mL浓硝酸,加热。
 
b.把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。
红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。
(1)热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
① 碳与浓硝酸的反应,说明浓硝酸具有     性。
② 反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解,产生红棕色气体、一种无色无味的单质气体X和水,气体X的化学式是     。
(2)实验现象中液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。同学甲认为可能是木炭与气体X反应产生的现象;同学乙猜测NO2可能具有助燃性,木炭能在NO2中燃烧。他们设计了以下实验。
Ⅰ.制取NO2气体。
① 在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图(夹持仪器略)。

② NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2,该反应生成两种物质的量相等的正盐,写出反应的化学方程式     。
Ⅱ.探究实验。
实验操作:在空气中引燃木炭,使其燃烧并带有火焰,将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中。
实验现象:木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。
① 根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式     。
② 试分析是否需要增加带火焰的木炭与纯净的X气体反应的实验      。
③ 通过实验探究,你认为甲、乙同学的预测是否合理,请简述理由     。
某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质。
已知:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O
任务1:利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。

(1)E装置中制取NO2反应的化学方程式是                                 。
(2)若NO2能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是                      。
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:
①NH3还原性较弱,不能将NO2还原;
②在此条件下,NO2的转化率极低;
③                                           。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是                                 。
任务2:探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。
(5)实验前,该小组同学提出三种假设。
假设1:二者不反应;
假设2:NO2能被Na2O2氧化;
假设3:            。
(6)为了验证假设2,该小组同学选用任务1中的B、D、E装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如图所示),重新组装,进行实验。

①装置的合理连接顺序是                                     。
②实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为          。

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