Question

固體硝酸鹽加熱易分解且產物較復雜。某學習小組以Mg(NO₃)₂為研究對象，擬通過實驗探究其熱分解的產物，提出如下4種猜想：
甲：Mg(NO₂)₂、NO₂、O₂
乙：MgO、NO₂、O₂
丙：Mg₃N₂、O₂
丁：MgO、NO₂、N₂
(1)實驗小組成員經討論認定猜想丁不成立，理由是
_______________________________________________________________。
查閱資料得知：2NO₂＋2NaOH=NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O
針對甲、乙、丙猜想，設計如下圖所示的實驗裝置(圖中加熱、夾持儀器等均省略)：

(2)實驗過程
①儀器連接后，放入固體試劑之前，關閉k，微熱硬質玻璃管(A)，觀察到E中有氣泡連續放出，表明__________。
②稱取Mg(NO₃)₂固體3.7 g置于A中，加熱前通入N₂以驅盡裝置內的空氣，其目的是________；關閉k，用酒精燈加熱時，正確操作是先________，然后固定在管中固體部位下加熱。
③觀察到A中有紅棕色氣體出現，C、D中未見明顯變化。
④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1.0 g。
⑤取少量剩余固體于試管中，加入適量水，未見明顯現象。
(3)實驗結果分析討論
①根據實驗現象和剩余固體的質量經分析可初步確認猜想______是正確的。
②根據D中無明顯現象，一位同學認為不能確認分解產物中有O₂，因為若有O₂，D中將發生氧化還原反應：______________(填寫化學方程式)，溶液顏色會褪去；小組討論認定分解產物中有O₂存在，未檢測到的原因是___________________________________________
③小組討論后達成的共識是上述實驗設計仍不完善，需改進裝置進一步探究。

Answer 1

(1)不符合氧化還原反應原理(或其他合理答案)(2)①裝置氣密性良好　②避免對產物O₂的檢驗產生干擾(或其他合理答案)移動酒精燈預熱硬質玻璃管
(3)①乙　②2Na₂SO₃＋O₂=2Na₂SO₄　O₂在通過裝置B時已參與反應(或其他合理答案)

(1)丁產物中只有N的化合價降低，沒有化合價升高的，不符合電子守恒規律。(2)在做有關氣體多步連續實驗時，首先應檢查裝置的氣密性，還要考慮裝置中的空氣對產物的生成及檢驗是否會產生影響，若有干擾必須先排凈干擾氣體。對玻璃加熱時要先均勻預熱，再集中加熱。(3)①不可能是甲，因為甲中Mg(NO₂)₂可溶于水。不可能是丙，因為丙中Mg₃N₂能與水反應產生NH₃和Mg(OH)₂沉淀。
只能是乙，Mg(NO₃)₂　～　MgO
148           40
3.7 g         m
m＝40×＝1.0 g
氧化鎂難溶于水，且符合質量變化。
②Na₂SO₃具有還原性，能被O₂氧化；NO₂和O₂可被NaOH共同吸收。