Question

某小组设计实验探究重铬酸铵[(NH₄)₂Cr₂O₇]的部分性质：资料显示：

①(NH₄)₂Cr₂O₇呈橙红色，Cr₂O₃呈绿色，Cr^3＋呈绿色。

②Mg₃N₂遇水蒸气剧烈反应生成NH₃。

(1)探究重铬酸铵分解产物是否有NH₃(装置如图1所示)。

B中倒置的干燥管作用是_____________________。实验中，没有观察到B中颜色发生变化，实验结论是_________________________________。

(2)探究(NH₄)₂Cr₂O₇N₂↑＋Cr₂O₃＋4H₂O的真实性(如下装置可以重复使用)：

①气流从左至右，装置连接顺序D、________________________________。

②点燃E处酒精灯之前，先通入一段时间CO₂，其目的是_______________能证明有水生成的实验现象是_________________。

③能说明D中分解反应已发生的实验依据是_______________。

④设计实验证明重铬酸铵分解生成了N₂：取反应后E中残留固体于试管，滴加蒸馏水，____。

(3)探究(NH₄)₂Cr₂O₇的氧化性(按如图2装置进行实验)。为了探究(NH₄)₂Cr₂O₇与Na₂S反应的氧化产物是否是SO₄^2－，设计如下方案。连接K，观察到左烧杯中溶液由橙色逐渐变成绿色，电流计指针有明显偏转。实验完毕后，向右烧杯滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀。

图2中负极的电极反应式为________________________(不考虑后续反应)。

Answer

防倒吸 (NH4)2Cr2O7分解不产生NH3 F、C、E、C 排尽装置内空气，避免空气中N2、O2与Mg反应 F中白色粉末变蓝色 D装置橙红色粉末变成绿色粉末 用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸置于试管口上方，观察到试纸变蓝色 S2－＋8OH－－8e－=SO42－＋4H2O

【解析】

(1)根据实验目的，检验是否NH3，NH极易溶于水，根据装置图，干燥管的作用是防止倒吸；NH3溶于水形成NH3·H2O，NH3·H2O显碱性，能使酚酞变红，据此分析；

(2)①根据所给装置图，需要验证H2O以及让N2与Mg发生反应，同时应注意Mg3N2与水蒸气剧烈反应生成NH3，因此要防止水蒸气的进入，据此分析；

②Mg是活泼金属，直玻璃管中有空气，加热时，Mg与N2和O2发生反应，通过F装置进行判断和分析；

③根据信息①进行分析；

④根据信息②，验证NH3；

(3)右烧杯中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，说明该反应中生成SO42－，S2－作还原剂，据此分析；

(1)根据实验目的：产物是否有NH3，装置图中通过NH3溶于水，生成NH3·H2O，NH3·H2O为碱，能使酚酞变红，但NH3极易溶于水，能引起倒吸，因此干燥管的作用是防止倒吸；实验中，没有观察到B中颜色发生变化，说明没有NH3的产生；

答案：防倒吸；(NH4)2Cr2O7分解不产生NH3；

(2)①实验目的是探究(NH4)2Cr2O7N2↑＋Cr2O3＋4H2O的真实性，根据所给装置图，以及Mg3N2能与水反应，因此N2与Mg反应时需要干燥N2，空气中含有水蒸气，还要防止空气中水蒸气进入E中，连接顺序是D→F→C→E→C；

答案：F、C、E、C；

②利用镁与N2反应生成氮化镁证明有氨气的存在，空气中有氮气和氧气，能与金属Mg反应，因此点燃E处酒精灯中之前，先通一段时间CO2的目的：排尽装置内空气，避免空气中N2、O2与Mg反应；验证水的存在，通常用无水硫酸铜，白色变为蓝色，说明有水生成；

答案：排尽装置内空气，避免空气中N2、O2与Mg反应；F中白色粉末变蓝色；

③根据信息①，(NH4)2Cr2O7呈橙红色，Cr2O3呈绿色，如果D装置橙红色粉末变成绿色粉末或者F装置无色变为蓝色，可以说明D中分解反应已发生；

答案：D装置橙红色粉末变成绿色粉末；

④Mg3N2能与水反应生成Mg(OH)2和NH3，然后用湿润的红色石蕊试纸检验氨气，如果试纸变蓝，说明氨气生成，可以证明重铬酸铵分解生成了N2，操作是：取反应后E中残留固体于试管，滴加蒸馏水，用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸置于试管口上方，若试纸变蓝色，证明重铬酸铵分解生成了N2；

答案：用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸置于试管口上方，观察到试纸变蓝色；

(3)左烧杯中溶液由橙色变为绿色，＋6价Cr转化成＋3价Cr，说明发生了氧化还原反应，实验完毕后，向右烧杯滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀为BaSO4，S的化合价升高，即右端电极为负极，负极反应式为S2－＋8OH－－8e－=SO42－＋4H2O；

答案：S2－＋8OH－－8e－=SO42－＋4H2O。