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(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。

Answer

（1）不符合氧化还原反应原理

（2）①装置气密性良好

     ②避免对产物O2的检验产生干扰；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

【解析】（1）若产物是MgO、NO2 、N2。元素的化合价只有降低的没有升高的不符合氧化还原反应中化合价升高与降低的总数相等的原则。

（2）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，表明装置气密性良好，不漏气。若漏气。E中就不会观察到有连续的气泡产生。②称取Mg(NO3)2固体3.79 g置于A中，加热前通入N2以驱尽装置内的空气，其目是驱赶装置中的空气，避免空气中的成分对产物O2的检验产生干扰。关闭K，用酒精灯加热时，正确操作是先移动酒精灯预热硬质玻璃管，使之均匀受热，然后固定在管中固体部位下加热。以防受热不均匀发生爆炸事故。观察到A 中有红棕色气体出现，说明产生了NO2气体，排除了丙存在的可能。

（3）①n{Mg(NO3)2}=m/M= 3.79 g÷148g/mol=0.0256mol，n(MgO)=n(Mg)=n{Mg(NO3)2．则m(MgO)= 0.0256mol×40g/mol=1.0g

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乙正确的。

 ②若有O2，D中将发生氧化还原反应：2Na2SO3 + O2 =2Na2SO4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4NO2 + O2+ 2H2O = 4HNO3，HNO3被NaOH溶液吸收，故检测不到其存在。