【题目】学习小组拟通过实验,探究Mg(NO3)2受热分解的产物.
小组猜想:ⅰ.固体产物可能有Mg(NO2)2、MgO、Mg3N2中的一种或几种
ⅱ.气体产物可能有NO2、N2、O2中的一种或几种
查得相关资料:a.Mg(NO2)2、Mg(NO3)2易溶于水,MgO难溶于水.
b.2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
c.Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
针对以上猜想,设计了如图所示实验(图中加热、夹持仪器等装置均省略):
进行实验
Ⅰ.检验上述装置气密性.
Ⅱ.称取3.7gMg(NO3)2固体,置入硬质玻璃管A中,打开K,通入一段时间N2 , 并进行相关物质质量称量
Ⅲ.关闭K,用酒精灯持续给装置A加热,过程中各装置内溶液均未倒吸入其它装置.
Ⅳ.待Mg(NO3)2完全分解,装置冷却至室温,打开K,再缓慢通入一会N2后并再称量.称得A中剩余固体质量为1.0g,B、C、D、E、F中溶液质量分别增加了2.3g、0.0g、0.1g、0.3g、0.05g.
Ⅴ.取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未出现明显现象.
(1)回答问题
①小组预测一定有O2生成,理由是 .
②N2的电子式是 , 步骤Ⅱ中,通入一段时间N2的目的是 .
③步骤Ⅲ中,装置A内若出现了红棕色气体,其化学式是 .
④装置C中若红色始终未褪,其设计的目的是 .
⑤实验中发现Mg(NO3)2分解时有O2生成,其实验现象是 , 用化学用语解释,产生上述现象的原因是 .
⑥实验中Mg(NO3)2分解没有N2生成的理由是 .
⑦Mg(NO3)2分解的化学方程式是 .
⑧装置F中溶液质量增加的原因是 .
【答案】
(1)N元素化合价降低,则一定存在化合价升高的元素,只能为氧元素失去电子生成O2;;避免对分解产物O2的检验产生干扰;NO2;验证NO2是否被吸收干净,防止NO2干扰后续对O2的检验;C中红色溶液中有气泡冒出,D中溶液褪色;Na2SO3+H2ONaHSO3+NaOH、2Na2SO3+O2=2Na2SO4;Mg(NO3)2的质量与剩余固体、NO2、O2的质量之和相等,已符合质量守恒定律;2Mg(NO3)2
?MgO+4NO2↑+O2↑;吸收空气进入的O2所致
【解析】解:①Mg(NO3)2受热分解生成的氮化物中,N元素的化合价降低,则一定有化合价升高的元素,根据硝酸镁的组成可知,只能为﹣2价的氧元素失去电子生成氧气,故答案为:N元素化合价降低,则一定存在化合价升高的元素,只能为氧元素失去电子生成O2;
②氮气分子中含有氮氮三键,氮原子最外层达到8电子稳定结构,其电子式为: ;步骤Ⅱ中,通入一段时间N2 , 目的是用氮气排出装置中空气避免对产物氧气检验的干扰,故答案为:
;避免对分解产物O2的检验产生干扰;
③步骤Ⅲ中,装置A内若出现了红棕色气体,则该红棕色气体为NO2 , 故答案为:NO2;
④装置D用于检验氧气,而二氧化氮能够氧化亚硫酸钠,影响了氧气的测定,所以必须用装置C验证NO2是否被吸收干净,防止NO2干扰后续对O2的检验,故答案为:验证NO2是否被吸收干净,防止NO2干扰后续对O2的检验;
⑤若装置C中红色溶液中有气泡冒出,且试管D中亚硫酸钠的酚酞溶液褪色,则证明反应产物中有氧气,涉及的反应有:亚硫酸钠水解溶液呈碱性,所以滴有酚酞的溶液显示红色:Na2SO3+H2ONaHSO3+NaOH、亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠:2Na2SO3+O2=2Na2SO4 , 导致溶液褪色,故答案为:C中红色溶液中有气泡冒出,D中溶液褪色;Na2SO3+H2ONaHSO3+NaOH、2Na2SO3+O2=2Na2SO4;
⑥称取3.7gMg(NO3)2固体,反应后剩余1g固体,B中增重2.3g为二氧化氮质量,D、E增重的为氧气,质量为0.4g,总质量恰好为3.7g,说明反应产物中不会有氮气生成,
故答案为:Mg(NO3)2的质量与剩余固体、NO2、O2的质量之和相等,已符合质量守恒定律;
⑦取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未出现明显现象,说明反应产物中没有氮化镁和亚硝酸镁,只能为氧化镁,结合其它分析可知,硝酸镁分解生成氧化镁、二氧化氮气体和氧气,反应方程式为:2Mg(NO3)2 2MgO+4NO2↑+O2↑,
故答案为:2Mg(NO3)2 2MgO+4NO2↑+O2↑;
⑧装置F的作用是吸收空气中氧气,避免干扰实验测定,由于亚硫酸钠与空气中氧气反应生成硫酸钠,导致试管F中溶液质量增加,故答案为:吸收空气进入的O2所致.
①根据氧化还原反应中化合价有升高,一定也要降低角度进行判断;②氮气分子中含有氮氮三键,最外层满足8电子稳定结构;各装置中都有氧气,避免空气中氧气干扰实验;③根据二氧化氮为红棕色气体分析;④二氧化氮影响氧气的检验,所以检验氧气前先必须证明二氧化氮已经除尽;⑤若C中红色溶液中有气泡冒出,D中溶液褪色,则证明产物中有氧气;分别写出亚硫酸钠水解、亚硫酸钠被氧气氧化的方程式;⑥根据质量守恒进行判断;⑦根据以上分析可知,硝酸镁分解生成氧化镁、二氧化氮和氧气,据此写出反应的方程式;⑧空气中有氧气,能够将亚硫酸钠氧化成硫酸钠导致溶液质量增加.
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某溶液中存在较多的H+、SO42-、NO3-,则该溶液中还可能大量存在的离子组是
A. Mg2+、NH4+、Cl- B. Mg2+、Ba2+、Br-
C. Na+、Cl-、I- D. Al3+、HCO3-、Cl-
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某温度下在密闭容器中发生如下反应:2M(g)+N(g)2E(g)若开始时只充入2molE(g),达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%;若开始时只充入2molM和1molN的混合气体,达平衡时M的转化率为( )
A.20%
B.40%
C.60%
D.80%
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】由2﹣氯丙烷为主要原料制取1,2﹣丙二醇CH3CH(OH)CH2OH时,经过的反应为( )
A.加成﹣消去﹣取代
B.取代﹣加成﹣消去
C.取代﹣消去﹣加成
D.消去﹣加成﹣取代
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究.
(1)提出假设
①该反应的气体产物是CO2 .
②该反应的气体产物是CO.
③该反应的气体产物是 .
(2)设计方案
如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比.
查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应.实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气.请写出该反应的离子方程式: .
(3)实验步骤
①按图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;
③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;
④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气.冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g.
步骤②、④中都分别通入N2 , 其作用分别为 .
(4)数据处理
试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式: .
(5)实验优化
学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善.
①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是 .
②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善: .
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.5.6 g铁粉在0.1mol氯气中充分燃烧,转移电子数为0.3NA
B.12.5mL 16molL﹣1浓硫酸与足量铜反应,转移电子数为0.2NA
C.7.8g Na2S和Na2O2的混合物中含有的阴离子数等于0.1NA
D.0.5mol雄黄(As4S4 , 结构如图)含有NA个S﹣S键
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途,其结构式如图所示.将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品.若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比为( )
A.1:1
B.2:3
C.3:2
D.2:1
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