Question

16．固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復雜．某學習小組以Mg（NO₃）₂為研究對象，擬通過實驗探究其熱分解的產(chǎn)物，提出如下4種猜想：
甲：Mg（NO₂）₂、NO₂、O₂   乙：MgO、NO₂、O₂  丙：Mg₃N₂、O₂  �。篗gO、NO₂、N₂
（1）實驗前，小組成員經(jīng)討論認定猜想丁不成立，理由是不符合氧化還原反應原理（或其它合理答案）．
查閱資料得知：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O針對甲、乙、丙猜想，設計如圖所示的實驗裝置（圖中加熱、夾持儀器等均省略）：

（2）實驗過程：
①取器連接后，放人固體試劑之前，關閉k，微熱硬質玻璃管（A），觀察到E 中有氣泡連續(xù)放出，表明裝置氣密性良好．
②稱取Mg（NO₃）₂固體3.79g置于A中，加熱前通人N2以驅盡裝置內(nèi)的空氣，其目的是避免對產(chǎn)物O₂的檢驗產(chǎn)生干擾（或其它合理答案）；關閉K，用酒精燈加熱時，正確操作是先移動酒精燈預熱硬質玻璃管然后固定在管中固體部位下加熱．
③觀察到A 中有紅棕色氣體出現(xiàn)，C、D 中未見明顯變化．
④待樣品完全分解，A 裝置冷卻至室溫、稱量，測得剩余固體的質量為1.0g
⑤取少量剩余固體于試管中，加人適量水，未見明顯現(xiàn)象．
（ 3 ）實驗結果分析討論：
①根據(jù)實驗現(xiàn)象和剩余固體的質量經(jīng)分析可初步確認猜想乙是正確的．
②根據(jù)D 中無明顯現(xiàn)象，一位同學認為不能確認分解產(chǎn)物中有O₂，因為若有O₂，D中將發(fā)生氧化還原反應：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄（填寫化學方程式），溶液顏色會退去；小組討論認定分解產(chǎn)物中有O₂存在，未檢側到的原因是O₂在通過裝置B時已參與反應（或其它合理答案）．
③小組討論后達成的共識是上述實驗設計仍不完善，需改進裝里進一步研究．

Answer 1

分析 （1）選項中都涉及N元素的化合價的變化，為氧化還原反應，應滿足氧化劑和還原劑得失電子數(shù)目相等，以此解答；
（2）探究硝酸鎂分解產(chǎn)物：實驗前需要檢驗裝置的氣密性，方法是關閉k，微熱硬質玻璃管（A），觀察到E中有氣泡連續(xù)放出，證明裝置氣密性良好，由于甲乙丙猜想中產(chǎn)物都有氧氣，沒有氮氣，用氮氣排出裝置中空氣避免對產(chǎn)物氧氣檢驗的干擾，集中加熱前先預熱硬質試管，然后固定在管中固體部位下加熱．
裝置A：Mg（NO₂）₂熱分解，裝置B：A中出現(xiàn)的紅棕色氣體和濃氫氧化鈉反應，2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，吸收二氧化氮，裝置C：檢驗二氧化氮是否除盡，檢驗氨氣存在，裝置D：檢驗氧氣存在，裝置E：尾氣吸收，防止空氣中進入裝置．
①反應前檢驗裝置的氣密性，設法使裝置內(nèi)外形成氣壓差是氣密性檢查的常用手段，該題可利用封閉氣體的熱脹冷縮進行氣密性檢驗；
②甲、乙、丙中都有氧氣，避免空氣中氧氣干擾；根據(jù)加熱試管的操作要求完成；
（3）①根據(jù)硝酸鎂的反應現(xiàn)象進行判斷；
②D中亞硫酸鈉具有還原性，能夠和氧氣反應生成硫酸鈉，溶液褪色．

解答 解：（1）氧化還原反應中，反應前后，應滿足元素化合價有升高有降低，且氧化劑降低總數(shù)和還原劑升高總數(shù)相等，由于�。篗gO、NO₂、N₂，Mg（NO₃）₂分解時，丁中NO₂、N₂都是氮元素的化合降低的產(chǎn)物，由于產(chǎn)物中化合價只有降低情況，沒有升高，不滿足氧化還原反應的特征，丁不成立，
故答案為：不符合氧化還原反應原理（或其它合理答案）；
（2）①實驗前需要檢驗裝置的氣密性，方法是關閉k，微熱硬質玻璃管（A），觀察到E中有氣泡連續(xù)放出，證明裝置氣密性良好，
故答案為：裝置氣密性良好；
②由于甲乙丙猜想中產(chǎn)物都有氧氣，沒有氮氣，用氮氣排出裝置中空氣避免對產(chǎn)物氧氣檢驗的干擾，集中加熱前先預熱硬質試管，然后固定在管中固體部位下加熱，
故答案為：避免對產(chǎn)物O₂檢驗產(chǎn)生干擾（或其它合理答案）；移動酒精燈預熱硬質玻璃管；
（3）①硝酸鎂分解，紅棕色氣體是二氧化氮，鎂元素不會還是硝酸鎂形式，所以乙正確；
故答案為：乙；
②亞硫酸鈉和氧氣的反應，反應方程式是：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，
在B裝置中，二氧化氮和氫氧化鈉溶液反應生成一氧化氮，生成的一氧化氮消耗了氧氣，
故答案為：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄；O₂在通過裝置B時已參與反應（或其它合理答案）．

點評 本題探究硝酸鎂分解產(chǎn)物，提出假想，通過實驗驗證，涉及了化學方程式的書寫、加熱操作的考查，本題難度中等，有利于提高學生運用所學知識的能力及化學實驗能力．