Question

12．某校化学兴趣小组的同学对硝酸盐的受热分解进行探究．他们设计了如图装置分别加热了NaNO₃、Cu（NO₃）₂、AgNO₃．（加热及夹持装置未画出）
（1）甲同学加热的是NaNO₃．加热过程发现：装置②中产生气泡，部分石蕊试液被压至装置③中，且石蕊试液不变色；用带火星的木条检验②中的气体，木条复燃；分析装置①中剩余的固体得知，剩余固体中含有N元素且显+3价．请写出NaNO₃受热分解的化学方程式：2NaNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑；
（2）乙同学加热的是Cu（NO₃）₂．加热过程发现：装置②中也有气泡产生，但在上升的过程中消失．装置①中的固体逐渐变为黑色．请写出Cu（NO₃）₂受热分解的化学方程式：2NaNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑，实验过程中还应看到的现象为石蕊试液逐渐变为红色，液体几乎不被压至装置③中．
（3）丙同学加热的是AgNO₃．加热过程发现：装置②中也有气泡产生，但在上升的过程中气泡部分消失，剩余的气体也能使带火星的木条复燃．石蕊试液也逐渐变为红色，有少量液体被压至装置③中．装置①中的固体逐渐变为黑色．丙同学据此写出了AgNO₃受热分解可能的两种化学方程式：
（Ⅰ）4AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag₂O+4NO₂↑+O₂↑，
（Ⅱ） 2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑．
请你分析，可能正确的是哪一个并说明理由：Ⅱ正确，如果Ⅰ正确，则装置②中的气泡应全部消失，不会有液体被压至装置③中．
请你设计一个简单的实验证明你的结论是正确的：向装置①中的残留固体加入少量浓硝酸，产生红棕色气体；
（4）由上述3个实验的结果，请你推测：硝酸盐受热分解的产物可能与硝酸盐中金属的活泼性不同有关．

Answer 1

分析 （1）装置②中产生气泡，部分石蕊试液被压至装置③中，且石蕊试液不变色；用带火星的木条检验②中的气体，木条复燃，说明生成物有氧气，分析装置①中剩余的固体得知，剩余固体中含有N元素且显+3价，说明生成物有亚硝酸钠，然后根据质量守恒配平；
（2）装置②中也有气泡产生，但在上升的过程中消失，说明生成物有二氧化氮和氧气，装置①中的固体逐渐变为黑色，说明生成物有氧化铜，请然后根据质量守恒配平；根据二氧化氮、氧气恰好与水反应生成硝酸来分析；
（3）根据反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃来分析；根据金属单质与浓硝酸反应产生红棕色二氧化氮气体，而金属氧化物与硝酸反应不产生红棕色二氧化氮气体；
（4）根据硝酸盐中金属的活泼性不同，产物也不同．

解答 解：（1）由题目信息，可知生成物有氧气、亚硝酸钠，方程式为：2NaNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑，
故答案为：2NaNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑；
（2）由题目信息，可知生成物有二氧化氮和氧气，氧化铜，方程式为：2NaNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑；二氧化氮、氧气恰好与水反应生成硝酸，方程式为：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，硝酸能使石蕊试液逐渐变为红色，液体几乎不被压至装置③中，
故答案为：2NaNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNO₂+O₂↑；石蕊试液逐渐变为红色，液体几乎不被压至装置③中；
（3）根据反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知；反应Ⅰ产生的气体恰好反应，反应Ⅱ产生的气体中氧气过量，所以Ⅱ正确，如果Ⅰ正确，则装置②中的气泡应全部消失，不会有液体被压至装置③中，
Ag与浓硝酸反应产生红棕色二氧化氮气体，而Ag₂O与硝酸反应不产生红棕色二氧化氮气体，所以向装置①中的残留固体加入少量浓硝酸，产生红棕色气体，
故答案为：Ⅱ正确，如果Ⅰ正确，则装置②中的气泡应全部消失，不会有液体被压至装置③中；　向装置①中的残留固体加入少量浓硝酸，产生红棕色气体；
（4）硝酸盐受热分解的产物可能与硝酸盐中金属的活泼性不同有关；
故答案为：硝酸盐中金属的活泼性不同．

点评 本题主要考查了硝酸盐的受热分解产物的确定，注意根据实验现象确定反应产物，难度中等．