【題目】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FeNO32為研究對(duì)象,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究其熱分解的產(chǎn)物,查閱資料,根據(jù)硝酸鹽受熱分解的規(guī)律,提出如下4種猜想:

甲:Fe2O3、NO2乙:Fe2O3、NO2、O2丙:Fe3O4、NO2O2。FeO、NO2、N2

1.實(shí)驗(yàn)前,小組成員經(jīng)討論認(rèn)定猜想不成立,理由是__________________.

針對(duì)上述猜想,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

器連接后,放人固體試劑之前,應(yīng)______________

稱取FeNO32固體3.6g置于A中,加熱前先打開K,___________,后再關(guān)閉K,用酒精燈加熱

觀察到A中有紅棕色氣體出現(xiàn),C、D中未見明顯變化.

待樣品完全分解,A裝置冷卻至室溫、稱量,測(cè)得剩余固體的質(zhì)量為1.6g

取少量剩余固體于試管中,加人適量水,未見明顯現(xiàn)象.

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論:

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和剩余固體的質(zhì)量經(jīng)分析,可初步確認(rèn)分解產(chǎn)物中有____________。

根據(jù)D中無(wú)明顯現(xiàn)象,一位同學(xué)認(rèn)為不能確認(rèn)分解產(chǎn)物中有O2,因?yàn)槿粲蠴2,D中溶液顏色會(huì)退去;另一個(gè)同學(xué)認(rèn)定分解產(chǎn)物中有O2存在,未檢側(cè)到的原因是_________________

為了驗(yàn)證是否有O2,某同學(xué)另稱FeNO32固體3.6g,充分加熱,收集氣體,假設(shè)產(chǎn)生的氣體全部收集,將集滿氣體的試管倒放在水槽中,觀察到的現(xiàn)象是紅棕色消失,液面上升,進(jìn)入試管中的溶液大于2/3,通入一定量的O2后,氣體全部被吸收,請(qǐng)寫出FeNO32受熱分解的化學(xué)方程式______________,通入O2的物質(zhì)的量為_____________。

小組討論后達(dá)成的共識(shí)是上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仍不完善,需改進(jìn)裝置進(jìn)一步研究。寫一點(diǎn)不足之處:__________________________。

【答案】1不符合氧化還原反應(yīng)原理2分

2檢驗(yàn)裝置的氣密性1分

通入N2充滿整個(gè)裝置2分

3Fe2O3、NO22分NO2O24:1完全溶于溶液中2

4FeNO322Fe2O3+8NO2+O220.005mol2

AB處加一個(gè)防倒吸的裝置或者產(chǎn)生的氣體不易收集合理即給分)(2

【解析】

試題分析:1根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理有化合價(jià)的升高就有化合價(jià)的降低,而丁中只有化合價(jià)的降低,故不可能。

2該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)定量和定性相結(jié)合的方法進(jìn)行探究,通過(guò)固體質(zhì)量的減少可以確定剩余的固體產(chǎn)物;通過(guò)紅棕色氣體,說(shuō)明有NO2氣體,排除丙的可能。一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)流程:安裝,檢查氣密性,裝藥,實(shí)驗(yàn),拆裝置……,該過(guò)程為檢查氣密性;該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要排除氧氣的干擾,故先用氮?dú)馀懦諝,加熱的操作時(shí)先預(yù)熱,再對(duì)準(zhǔn)一點(diǎn)加熱。

3紅棕色氣體是二氧化氮;硝酸亞鐵的物質(zhì)的量是0.02mol,全部轉(zhuǎn)化為氧化鐵是0.01mol,質(zhì)量是1.6g,剩余的固體恰好是1.6g,則分解產(chǎn)物中有氧化鐵和NO2;由于NO2和O2按4:1完全溶于溶液中,所以沒有檢測(cè)到氧氣;將集滿氣體的試管倒放在水槽中,觀察到的現(xiàn)象是紅棕色消失,液面上升,進(jìn)入試管中的溶液大于2/3,通入一定量的O2后,氣體全部被吸收,這說(shuō)明生成的NO2的體積大于4倍氧氣的體積,因此FeNO32受熱分解的化學(xué)方程式為4FeNO322Fe2O3+8NO2+O2。生成NO2是0.04mol,完全溶解需要0.01mol氧氣,而生成的氧氣只有0.005,所以還需要再通入0.005mol氧氣。

由于NO2溶于水容易產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象,因此改進(jìn)的措施是在A和B處加一個(gè)防倒吸的裝置或者產(chǎn)生的氣體不易收集。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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已知信息:

.“①”中涉及的主要反應(yīng)是:4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2

.部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的PH如下:

沉淀物

AlOH3

FeOH3

MgOH2

CrOH3

完全沉淀時(shí)溶液PH

4.7

3.7

11.2

5.6

1雜質(zhì)A12O3、SiO2與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳},寫出A12O3純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為:______________,濾渣1的主要成分為__________________。

2“③”中通過(guò)調(diào)節(jié)PH除去雜質(zhì),調(diào)節(jié)PH至___________。

3“⑤”中向?yàn)V液中加入物質(zhì)A,得到Na2Cr2O3和Na2SO4的混合溶液,物質(zhì)A為__________,簡(jiǎn)述原因:______________________________。用離子方程式及文字加以說(shuō)明

4圖是Na2Cr2O3.2H2O和Na2SO4的溶解度曲線。提純的實(shí)驗(yàn)操作:將Na2Cr2O3和Na2SO4的混合溶液______________________,得到Na2SO4固體和較純凈的Na2Cr2O3溶液。

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