Question

固體硝酸鹽加熱易分解且產物較復雜。已知KNO₃、Cu(NO₃)₂、AgNO₃三種硝酸鹽的熱分解反應方程式如下：
I．2KNO₃2KNO₂＋O₂↑
II．2Cu(NO₃) ₂2CuO＋4NO₂↑＋O₂↑
III．2AgNO₃2Ag＋2NO₂↑＋O₂↑
(1)某固體可能由KNO₃、Cu(NO₃)₂、AgNO₃三種硝酸鹽中的一種或幾種組成。取適量該固體充分加熱，得到一定量氣體。若該氣體經水充分吸收后，剩余氣體的體積在同溫同壓下為吸收前的1/6。 (忽略氧在水中的溶解)
①若該固體只是由一種鹽組成，則該鹽為            。
②若該固體是混合物，則該混合物的可能組成為                 。
(2)某學習小組以Mg(NO₃)₂為研究對象，通過實驗探究其熱分解的產物，設計如下圖所示的實驗裝置（圖中加熱、夾持儀器等均省略）：

【實驗步驟】
a．儀器連接后，放入固體試劑之前，關閉k，微熱硬質玻璃管A。
b．稱取Mg(NO₃)₂固體3.7g置于A中，先通入一段時間N₂，再關閉k，用酒精燈加熱硬質玻璃管A。
c．待樣品完全分解，A 裝置冷卻至室溫、稱量，測得剩余固體的質量為1.0g。
①步驟a的目的是                                          ；
②依據已知的三個方程式，再根據剩余固體的質量寫出Mg(NO₃)₂熱分解方程式為：                     。
③若A中固體為AgNO₃，用以上實驗裝置進行實驗時，D 中的現象為         ，用離子方程式表示出現該現象的原因：_____________________         。
④從實驗安全的角度判斷該實驗裝置有無缺陷？若有，應如何改進？                                                              。

Answer 1

（1）①AgNO₃ （2分） 
②KNO₃和Cu(NO₃)₂或 KNO₃、Cu(NO₃)₂和AgNO₃（答對一種情況即可得2分）
（2）①檢驗裝置氣密性（2分）
②2Mg(NO₃) ₂2 Mg O＋4NO₂↑＋O₂↑（2分）
③溶液紅色變淺（甚至消失）（2分）  2SO₃^2－+O₂=2SO₄^2－ （2分，若只寫出水解平衡移動不給分）
④有（1分）  應在A和B之間加入防倒吸裝置（2分）

解析試題分析：（1）①因為4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃， KNO₃受熱分解生成O₂，不能被水吸收；Cu(NO₃)₂受熱分解生成NO₂和O₂，且V(NO₂)∶V(O₂)=4∶1，所以其生成的混合氣體可全溶于水；AgNO3受熱分解生成NO₂和O₂，且V(NO₂)∶V(O₂)=2∶1，則當其溶于水時，O₂過量，設NO₂為 2aL，O₂為a L，反應前共3aL，溶于水后剩余O₂為：aL－ 1/2aL =" 1/2a" L，剩余氣體的體積在同溫同壓下為吸收前的1/6,所以若該固體只是由一種鹽組成，為AgNO₃。
②若由KNO₃和Cu（NO₃）₂按物質的量之比為1∶1組成的混合物也能符合題意。設KNO₃和Cu（NO₃）₂分解得到的氣體體積分別為V1和V2。V1／（V1＋V2）＝1／6  V2＝5V1。由反應方程式①和②可知KNO₃和Cu（NO₃）₂的物質的量之比為1∶1。(或由三種鹽組成，其中KNO₃和Cu（NO₃）₂的物質的量之比為1∶1，而AgNO₃的物質的量可任意變動，這也符合題意)。
（2）①放入固體試劑之前，關閉k，微熱硬質玻璃管A，目的是檢驗裝置的氣密性。
②Mg(NO₃)₂固體3.7g物質的量為0.025mol，剩余固體也應含Mg元素，質量1.0g，摩爾質量為40g/mol，為MgO，類似于Cu(NO₃)₂分解的方程式：2Mg(NO₃) ₂2 Mg O＋4NO₂↑＋O₂↑。
③若A中為AgNO₃，分解生成的氣體通過NaOH溶液，剩余的氣體為O₂，通入D中O₂氧化SO₃²?：2SO₃^2－+O₂=2SO₄^2－，溶液由水解呈堿性的Na₂SO₃轉化為中性的Na₂SO₄，所以溶液紅色變淺（甚至消失）。
④NO₂、O₂與NaOH反應氣體減少，壓強減小可能引起倒吸，所以應在A和B之間加入防倒吸裝置。
考點：本題考查物質的推斷及計算、化學方程式的書寫、基本操作、 實驗方案的分析。