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
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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。 |
答案
(1)不符合氧化还原反应原理(或其它合理答案) (2)①装置气密性良好 ②避免对产物O2的检验产生干扰(或其它合理答案) 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(或其它合理答案) |
解析
(1)根据氧化还原反应原理有化合价的升高就有化合价的降低,而丁中只有化合价的降低,故不可能。 (2)该实验是通过定量和定性相结合的方法进行探究,通过固体质量的减少可以确定剩余的固体产物;通过红棕色气体,说明有NO2气体,排除丙的可能。 ①一个完整的实验流程:安装,检查气密性,装药,实验,拆装置……,该过程为检查气密性; ②该实验过程中要排除氧气的干扰,故先用氮气排除空气,加热的操作时先预热,再对准一点加热。 (3)有NO2排除丙,固体质量减轻,故为乙;若有氧气,能讲亚硫酸钠氧化为硫酸钠;氧气没有检测到,可能在前面发生反应。 以探究实验为基础,考查了探究的基本方法,化学实验基本操作,氧化还原反应等相关知识。 |
举一反三
(2014届北京市海淀区高三第二学期适应性练习理综化学试卷) 某实验小组同学探究铜与硝酸的反应。 (1)用浓硝酸和水按照不同体积比配成不同浓度的硝酸溶液,各取10 mL硝酸溶液分别与铜片反应,实验记录如下:
序号
| 浓硝酸与水的体积比
| 实验现象
| Ⅰ
| 1:1
| 反应速率快,溶液很快变成蓝色,铜丝表面有大量气泡冒出,气体呈红棕色
| Ⅱ
| 1:3
| 反应速率较快,溶液变成蓝色,铜丝表面有大量气泡冒出,气体无色
| Ⅲ
| 1:5
| 反应速率慢,微热后速率加快,溶液变成蓝色,铜丝表面有气泡冒出,气体无色
| 铜与稀硝酸反应的离子方程式为 ;若生成标准状况下0.56 L NO气体,反应中被还原的HNO3的质量为 g(小数点后保留两位有效数字)。 依据上表,制备NO气体最适宜的是实验II,理由是 。 (2)为防止有毒气体逸散造成空气污染,该小组同学改进实验装置,如右图所示(夹持仪器略去)。
用该装置进行铜与稀硝酸的反应并验证产生NO气体的性质,实验步骤如下: Ⅰ.安装好装置后,检查装置气密性。 Ⅱ.打开旋塞C,从B管上端加入所选浓度的硝酸,至铜丝下沿(不接触铜丝)。 Ⅲ.向上移动B管,使A管液面上升至与橡皮塞恰好接触,关闭旋塞C,反应开始。 Ⅳ.当液面重新下降至与铜丝脱离接触时,反应停止。 Ⅴ.打开旋塞C,向下移动B管,使A中迅速进入少量空气,关闭旋塞C,观察现象。 …… ①步骤Ⅰ中检查装置气密性的操作是:关闭旋塞C,从B管上端加入水,若观察到 ,说明装置的气密性良好。 ②步骤Ⅲ操作的目的是 。 ③为使A管内的NO气体完全被溶液吸收,可进一步采取的操作是 ,能确定NO完全被溶液吸收的现象是 。 |
(2014届陕西省延安市秋高考模拟理综化学试卷) 某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧?”由于实验室中没有现成的NO2气体,该小组的同学设计了两个方案(忽略N2O4的存在,图中铁架台等夹持仪器均已略去): I.实验装置如下图所示(5分)
(1)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气。写出该反应的化学方程________________。 (2)当集气瓶中充满红棕色气体时,木条复燃了。有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?____________(填“正确”或“不正确”),理由是_______ II.实验装置如图所示:(5分)
(1)写出浓硝酸受热分解的化学方程式:__________________________________。(2分) (2)实验开始后木条上的火星逐渐熄灭,有的同学提出“NO2不能支持 木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?________(填“正确”或“不正确”),理由是 。(3分) III.为了更能直接说明“NO2能否支持木条的燃烧”这一问题,请你重新设计一个简单的实验方案,简述实验原理和主要操作。(2分)_________________________________________________。 |
(2014届河北省唐山市高三第一次模拟考试理综化学试卷) 氨气在工农业生产中有重要的用途。某校甲、乙两个化学小组分别对氨的相关实验进行了研究。
(1)甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气, 请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。
| 实验装置
| 实验药品
| 制备原理
| 甲小组
| A
| 氢氧化钙、氯化铵
| 反应的化学方程式为 ①
| 乙小组
| ②
| 浓氨水、氢氧化钠
| 用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用: ③
| (2)甲组通过右图装置(尾气处理装置已略去)验证了氨有还原性,装置中的实验现象是____ ,硬质玻璃管中氨发生催化氧化反应的化学方程式为 。
(3)甲组将足量氨气不断通入滴有酚酞的AgNO3溶液中,现象为 , 反应结束所得溶液中除了H+、OH-、NH4+外还主要含有的离子有 。 (4)乙组欲制备氮化镁,查阅资料发现氨跟氧化铜反应可以制备氮气(2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O),而氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁,但氮化镁遇水立即反应生成Mg(OH)2和NH3。乙组提出了如下制备氮化镁的实验方案示意框图(实验前系统内空气已排除;图中箭头表示气体的流向)。你认为此方案是否正确,并说明理由 。 |
图①-⑪分别代表有关反应中的一种物质,请填下以下空白。
(1)①、④的化学式分别是______、______。 (2)用电子式表示②的形成过程为 ; (3)⑧与⑨反应的化学方程式是______;检验③的存在的方法是 。 (4)Mg也可以与⑧的稀溶液反应生成⑥,写出反应的离子方程式 。 |
(15分) 某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应。其实验过程如下。
操作
| 现象
| a.用干燥洁净的烧杯取约10 mL浓硝酸,加热。
|
| b.把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。
| 红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。
| (1)热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。 ① 碳与浓硝酸的反应,说明浓硝酸具有 性。 ② 反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解,产生红棕色气体、一种无色无味的单质气体X和水,气体X的化学式是 。 (2)实验现象中液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。同学甲认为可能是木炭与气体X反应产生的现象;同学乙猜测NO2可能具有助燃性,木炭能在NO2中燃烧。他们设计了以下实验。 Ⅰ.制取NO2气体。 ① 在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图(夹持仪器略)。
② NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2,该反应生成两种物质的量相等的正盐,写出反应的化学方程式 。 Ⅱ.探究实验。 实验操作:在空气中引燃木炭,使其燃烧并带有火焰,将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中。 实验现象:木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。 ① 根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式 。 ② 试分析是否需要增加带火焰的木炭与纯净的X气体反应的实验 。 ③ 通过实验探究,你认为甲、乙同学的预测是否合理,请简述理由 。 |
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