【題目】學習小組擬通過實驗,探究Mg(NO32受熱分解的產物.
小組猜想:。腆w產物可能有Mg(NO22、MgO、Mg3N2中的一種或幾種
ⅱ.氣體產物可能有NO2、N2、O2中的一種或幾種
查得相關資料:a.Mg(NO22、Mg(NO32易溶于水,MgO難溶于水.
b.2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O
c.Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3
針對以上猜想,設計了如圖所示實驗(圖中加熱、夾持儀器等裝置均省略):

進行實驗
Ⅰ.檢驗上述裝置氣密性.
Ⅱ.稱取3.7gMg(NO32固體,置入硬質玻璃管A中,打開K,通入一段時間N2 , 并進行相關物質質量稱量
Ⅲ.關閉K,用酒精燈持續(xù)給裝置A加熱,過程中各裝置內溶液均未倒吸入其它裝置.
Ⅳ.待Mg(NO32完全分解,裝置冷卻至室溫,打開K,再緩慢通入一會N2后并再稱量.稱得A中剩余固體質量為1.0g,B、C、D、E、F中溶液質量分別增加了2.3g、0.0g、0.1g、0.3g、0.05g.
Ⅴ.取少量剩余固體于試管中,加入適量水,未出現(xiàn)明顯現(xiàn)象.
回答問題
①小組預測一定有O2生成,理由是
②N2的電子式是 , 步驟Ⅱ中,通入一段時間N2的目的是
③步驟Ⅲ中,裝置A內若出現(xiàn)了紅棕色氣體,其化學式是
④裝置C中若紅色始終未褪,其設計的目的是
⑤實驗中發(fā)現(xiàn)Mg(NO32分解時有O2生成,其實驗現(xiàn)象是 , 用化學用語解釋產生上述現(xiàn)象的原因是
⑥實驗中Mg(NO32分解沒有N2生成的理由是
⑦Mg(NO32分解的化學方程式是
⑧裝置F中溶液質量增加的原因是

【答案】N元素化合價降低,則一定存在化合價升高的元素,只能為氧元素失去電子生成O2;;避免對分解產物O2的檢驗產生干擾;NO2;驗證NO2是否被吸收干凈,防止NO2干擾后續(xù)對O2的檢驗;C中紅色溶液中有氣泡冒出,D中溶液褪色;Na2SO3+H2O?NaHSO3+NaOH、2Na2SO3+O2=2Na2SO4;Mg(NO32的質量與剩余固體、NO2、O2的質量之和相等,已符合質量守恒定律;2Mg(NO32 2MgO+4NO2↑+O2;吸收空氣進入的O2所致
【解析】解:①Mg(NO32受熱分解生成的氮化物中,N元素的化合價降低,則一定有化合價升高的元素,根據(jù)硝酸鎂的組成可知,只能為﹣2價的氧元素失去電子生成氧氣,故答案為:N元素化合價降低,則一定存在化合價升高的元素,只能為氧元素失去電子生成O2
②氮氣分子中含有氮氮三鍵,氮原子最外層達到8電子穩(wěn)定結構,其電子式為: ;
步驟Ⅱ中,通入一段時間N2 , 目的是用氮氣排出裝置中空氣避免對產物氧氣檢驗的干擾,故答案為: ;避免對分解產物O2的檢驗產生干擾;
③步驟Ⅲ中,裝置A內若出現(xiàn)了紅棕色氣體,則該紅棕色氣體為NO2 , 故答案為:NO2;
④裝置D用于檢驗氧氣,而二氧化氮能夠氧化亞硫酸鈉,影響了氧氣的測定,所以必須用裝置C驗證NO2是否被吸收干凈,防止NO2干擾后續(xù)對O2的檢驗,故答案為:驗證NO2是否被吸收干凈,防止NO2干擾后續(xù)對O2的檢驗;
⑤若裝置C中紅色溶液中有氣泡冒出,且試管D中亞硫酸鈉的酚酞溶液褪色,則證明反應產物中有氧氣,涉及的反應有:亞硫酸鈉水解溶液呈堿性,所以滴有酚酞的溶液顯示紅色:Na2SO3+H2ONaHSO3+NaOH、亞硫酸鈉被氧化生成硫酸鈉:2Na2SO3+O2=2Na2SO4 , 導致溶液褪色,故答案為:C中紅色溶液中有氣泡冒出,D中溶液褪色;Na2SO3+H2ONaHSO3+NaOH、2Na2SO3+O2=2Na2SO4;
⑥稱取3.7gMg(NO32固體,反應后剩余1g固體,B中增重2.3g為二氧化氮質量,D、E增重的為氧氣,質量為0.4g,總質量恰好為3.7g,說明反應產物中不會有氮氣生成,故答案為:Mg(NO32的質量與剩余固體、NO2、O2的質量之和相等,已符合質量守恒定律;
⑦取少量剩余固體于試管中,加入適量水,未出現(xiàn)明顯現(xiàn)象,說明反應產物中沒有氮化鎂和亞硝酸鎂,只能為氧化鎂,結合其它分析可知,硝酸鎂分解生成氧化鎂、二氧化氮氣體和氧氣,反應方程式為:2Mg(NO32 2MgO+4NO2↑+O2↑,故答案為:2Mg(NO32 2MgO+4NO2↑+O2↑;
⑧裝置F的作用是吸收空氣中氧氣,避免干擾實驗測定,由于亞硫酸鈉與空氣中氧氣反應生成硫酸鈉,導致試管F中溶液質量增加,故答案為:吸收空氣進入的O2所致.
本題主要是探究硝酸鎂分解產物的成分,重點是設計實驗證明有氧氣生成,因NO2也有氧化性對氧氣的檢驗有干擾應選擇NaOH溶液吸收除去并通過滴有酚酞的NaOH溶液檢驗有無完全除盡,利用Na2SO3溶液的堿性及還原性來檢驗氧氣的存在,原理是氧氣能氧化亞硫酸鈉溶液生成中性的硫酸鈉,另外考慮到空氣中有氧氣,故要排除空氣中氧氣的干擾,據(jù)此分析解答;①根據(jù)氧化還原反應中化合價有升高,一定也要降低角度進行判斷;②氮氣分子中含有氮氮三鍵,最外層滿足8電子穩(wěn)定結構;各裝置中都有氧氣,避免空氣中氧氣干擾實驗;③根據(jù)二氧化氮為紅棕色氣體分析;④二氧化氮影響氧氣的檢驗,所以檢驗氧氣前先必須證明二氧化氮已經(jīng)除盡;⑤若C中紅色溶液中有氣泡冒出,D中溶液褪色,則證明產物中有氧氣;分別寫出亞硫酸鈉水解、亞硫酸鈉被氧氣氧化的方程式;⑥根據(jù)質量守恒進行判斷;⑦根據(jù)以上分析可知,硝酸鎂分解生成氧化鎂、二氧化氮和氧氣,據(jù)此寫出反應的方程式;⑧空氣中有氧氣,能夠將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉導致溶液質量增加

練習冊系列答案
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B.反應進行至25min時,曲線發(fā)生變化的原因可以是向容器中添加NO2(g)
C.若要達到與最后相同的化學平衡狀態(tài),在25min時還可以采取的措施是添加N2O4(g)
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