第13讲 化学实验方案的设计与评价
(时间：45分钟 分值：100分)
(共6个题，共100分)
1．(2013·福建理综，25)(16分)固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想：
甲：Mg(NO2)2、NO2、O2 乙：MgO、NO2、O2 丙：Mg3N2、O2 丁：MgO、NO2、N2
(1)实验小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是_______________________ _________________________________________。 查阅资料得知：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
针对甲、乙、丙猜想，设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略)：
(2)实验过程
①仪器连接后，放入固体试剂之前，关闭k，微热硬质玻璃管(A)，观察到E中有气泡连续放出，表明__________。
②称取Mg(NO3)2固体3.7 g置于A中，加热前通入N2以驱尽装置内的空气，其目的是________；关闭k，用酒精灯加热时，正确操作是先________，然后
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固定在管中固体部位下加热。
③观察到A中有红棕色气体出现，C、D中未见明显变化。
④待样品完全分解，A装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为1.0 g。 ⑤取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未见明显现象。 (3)实验结果分析讨论
①根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想______是正确的。 ②根据D中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有O2，因为若有O2，D中将发生氧化还原反应：______________(填写化学方程式)，溶液颜色会褪去；小组讨论认定分解产物中有O2存在，未检测到的原因是____________ _________________________________________________________________。 ③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装置进一步探究。 解析 (1)丁产物中只有N的化合价降低，没有化合价升高的，不符合电子守恒规律。(2)在做有关气体多步连续实验时，首先应检查装置的气密性，还要考虑装置中的空气对产物的生成及检验是否会产生影响，若有干扰必须先排净干扰气体。对玻璃加热时要先均匀预热，再集中加热。(3)①不可能是甲，因为甲中Mg(NO2)2可溶于水。不可能是丙，因为丙中Mg3N2能与水反应产生NH3和Mg(OH)2沉淀。
只能是乙，Mg(NO3)2 ～ MgO
148 3.7 g
40 m
3.7 g
m＝40×148＝1.0 g
氧化镁难溶于水，且符合质量变化。
②Na2SO3具有还原性，能被O2氧化；NO2和O2可被NaOH共同吸收。 答案 (1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案)(2)①装置气密性良好 ②避免对产物O2的检验产生干扰(或其他合理答案)移动酒精灯预热硬质玻璃管
(3)①乙 ②2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 O2在通过装置B时已参与反应(或其他合理答案)
2．(2013·广东深圳月考)(17分)某小组的同学对放置已久的过氧化钠的成分进行
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