Question

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（NO₂）₂、NO₂、O₂

乙：MgO、NO₂、O₂

丙：Mg₃N₂、O₂

丁：MgO、NO₂、N₂

（1）实验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仪器连接后，放入固体试剂之前，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3.7 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1.0 g。

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），溶液颜色会褪去；小组讨论认定分解产物中有O₂存在，未检测到的原因是_____________________________________。

③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装置进一步探究。

Answer

（1）不符合氧化还原反应原理（或其他合理答案）

（2）①装置气密性良好 ②避免对产物O2的检验产生干扰（或其他合理答案） 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（或其他合理答案）

【解析】（1）丁中产物中只有N的化合价降低，没有化合价升高的，不符合电子得失守恒规律。（2）在做有关气体多步连续实验时，首先应检查装置的气密性，还要考虑装置中的空气对产物的生成及检验是否会产生影响，若有干扰必须先排净干扰气体。对玻璃加热时要先均匀预热，再集中加热。（3）①不可能是甲，因为甲中Mg（NO2）2可溶于水。不可能是丙，因为丙中Mg3N2能与水反应产生NH3和Mg（OH）2沉淀。

只能是乙，Mg（NO3）2 ～ MgO

148 40

3.7 g m

m＝40×＝1.0 g

氧化镁难溶于水，且符合质量变化。

②Na2SO3具有还原性，能被O2氧化；NO2和O2可被NaOH共同吸收。