Question

18．固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復(fù)雜．某學(xué)習(xí)小組以AgNO₃為研究對(duì)象，擬通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究其熱分解的產(chǎn)物，提出如下3種猜想：
甲：Ag₂O、NO₂、O₂乙：Ag、NO₂、O₂  丙：Ag₂O、NO₂、N₂
（1）實(shí)驗(yàn)前，小組成員經(jīng)討論認(rèn)定猜想丙不成立，理由是不符合氧化還原反應(yīng)原理．
查閱資料得知：
2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O；Ag₂O與粉末態(tài)的Ag均為黑色；Ag₂O可溶于氨水．針對(duì)甲、乙猜想，設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置（圖中加熱、夾持儀器等均省略）：

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程
①儀器連接后，放入固體試劑之前，首先進(jìn)行的操作是檢驗(yàn)裝置的氣密性．
②將AgNO₃固體置于A中，加熱前通入N₂以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣，其目的是避免對(duì)產(chǎn)物O₂檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾；關(guān)閉K，用酒精燈加熱時(shí)，正確操作是先移動(dòng)酒精燈預(yù)熱硬質(zhì)玻璃管，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(xiàn)，C、D 中有氣泡．
④待樣品完全分解，A 裝置冷卻至室溫．
⑤取少量剩余固體于試管中，加入適量水，未見(jiàn)明顯現(xiàn)象．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論
①證明一定有O₂生成的依據(jù)是C中的溶液不褪色，且D中的溶液褪色，與此相關(guān)的化學(xué)原理為Na₂SO₃+H₂O?NaHSO₃+NaOH、2Na₂SO₃+O₂═2Na₂SO₄（用化學(xué)方程式表示）．
②針對(duì)試管中殘留黑色固體的成分，該學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下探究：
【提出假設(shè)】試管中殘留的黑色固體可能是：�。瓵g；ⅱ．Ag₂O；ⅲ．Ag和Ag₂O．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】該小組為驗(yàn)證上述設(shè)想，分別取少量黑色固體，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	操作	現(xiàn)象
a	加入足量氨水，振蕩	黑色固體不溶解
b	加入足量稀硝酸，振蕩	黑色固體溶解，并有氣體產(chǎn)生

【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，不能確定固體產(chǎn)物成分的實(shí)驗(yàn)是b（填實(shí)驗(yàn)編號(hào)）．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該小組得出AgNO₃固體熱分解的化學(xué)方程式為2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑．
（4）從實(shí)驗(yàn)安全的角度判斷該實(shí)驗(yàn)裝置有無(wú)缺陷？若有，應(yīng)如何改進(jìn)？有，應(yīng)在AB裝置間增加防倒吸的裝置．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)升降相等判斷；
（2）①反應(yīng)前檢驗(yàn)裝置的氣密性；
②甲、乙、丙中都有氧氣，避免空氣中氧氣干擾；根據(jù)加熱試管的操作要求完成；
（3）①根據(jù)氧氣具有氧化性，可以將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉結(jié)合亞硫酸鈉成堿性來(lái)分析；
②實(shí)驗(yàn)操作加入的試劑若是硝酸，固體溶解，銀單質(zhì)反應(yīng)溶解，氧化銀也能溶于硝酸；裝置A加熱AgNO₃固體，產(chǎn)生紅棕色氣體為二氧化氮，C、D 中有氣泡，依據(jù)實(shí)驗(yàn)a可知產(chǎn)物為銀，氧化銀溶于氨水；
（4）從實(shí)驗(yàn)安全的角度判斷該實(shí)驗(yàn)裝置有缺陷，裝置B中溶液易被到吸入裝置A．

解答 解：（1）由于產(chǎn)物中化合價(jià)只有降低情況，沒(méi)有升高，不滿足氧化還原反應(yīng)的特征，
故答案為：不符合氧化還原反應(yīng)原理；
（2）①實(shí)驗(yàn)前需要檢驗(yàn)裝置的氣密性，方法是關(guān)閉k，微熱硬質(zhì)玻璃管（A），觀察到E中有氣泡連續(xù)放出，證明裝置氣密性良好，
故答案為：檢驗(yàn)裝置的氣密性；
②由于甲乙丙猜想中產(chǎn)物都有氧氣，沒(méi)有氮?dú)�，用氮�(dú)馀懦鲅b置中空氣避免對(duì)產(chǎn)物氧氣檢驗(yàn)的干擾，
集中加熱前先預(yù)熱硬質(zhì)試管，然后固定在管中固體部位下加熱，
故答案為：避免對(duì)產(chǎn)物O₂檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾；移動(dòng)酒精燈預(yù)熱硬質(zhì)玻璃管；
（3）①氧氣通過(guò)氫氧化鈉不反應(yīng)，而氧氣通入亞硫酸鈉時(shí)，則亞硫酸鈉和氧氣的反應(yīng)，反應(yīng)方程式是：2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄，堿性溶液變成了中性，所以紅色退去，
故答案為：C中的溶液不褪色，且D中的溶液褪色；Na₂SO₃+H₂O?NaHSO₃+NaOH、2Na₂SO₃+O₂═2Na₂SO₄；
②b實(shí)驗(yàn)加入的硝酸可以溶解Ag₂O，也可以溶解Ag，不能檢驗(yàn)固體成分，實(shí)驗(yàn)a加入氨水，銀不能溶解于氨水溶液，Ag₂O能溶于氨水中形成銀氨溶液，可以驗(yàn)證固體成分的判斷，加入足量氨水，振蕩黑色固體不溶解，說(shuō)明生成的固體為Ag，裝置A加熱AgNO₃固體，產(chǎn)生紅棕色氣體為二氧化氮，C、D 中有氣泡為氧氣，AgNO₃固體熱分解的產(chǎn)物有Ag、NO₂、O₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑，
故答案為：b；2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑；
（4）從實(shí)驗(yàn)安全的角度判斷該實(shí)驗(yàn)裝置有缺陷，裝置B中溶液易被到吸入裝置A，應(yīng)在AB裝置間增加防倒吸的裝置，
故答案為：有；應(yīng)在AB裝置間增加防倒吸的裝置．

點(diǎn)評(píng) 本題探究硝酸鹽分解產(chǎn)物，提出假想，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，涉及了化學(xué)方程式的書(shū)寫、加熱操作的考查，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．