Question

14．某同学欲探究食品添加剂铵明矾NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O高温分解的情况．
（1）预测产物：下列关于气体产物的预测不合理的是．
A．NH₃、N₂、SO₂、H₂O           
B．NH₃、SO₃、H₂O
C．NH₃、SO₂、H₂O               
D．NH₃、N₂、SO₃、SO₂、H₂O
（2）定性检验：取一定量铵明矾，设计下列实验探究产物．
①按图示组装仪器后，首先检查整套装置的气密性，操作是关闭支口开关K1并打开K2，将最后的导管通入水中，微热大试管，若看到从导管中出现气泡，且停止加热后在导管中上升一段水柱，则证明气密性好．

②夹住止水夹K1，打开止水夹K₂，用酒精喷灯充分灼烧．实验过程中，装置A和导管中未见红棕色气体；试管C中的品红溶液褪色；在支口处可检验到NH₃，方法是打开K₁，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口，若出现白烟或用润湿的红色石蕊试纸变蓝检验；（NH₄）₂SO₄或者（NH₄）₂SO₃或者SO₃或酸式盐及以上物质的混合物；在装置A与B之间的T型导管中出现白色固体，该白色固体可能是（NH₄）₂SO₄或者（NH₄）₂SO₃或者SO₃或酸式盐及以上物质的混合物（任填一种物质的化学式）．
③分析得出装置A试管中残留的白色固体是两性氧化物，写出它溶于NaOH溶液的离子方程式Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）分析和结论：实验证明气体产物是（1）D中的5种气体．相同条件下测得生成N₂和SO₂的体积比是定值，V（N₂）：V（SO₂）=1：3．

Answer 1

分析 （1）A、生成N₂，N元素化合价升高，生成SO₂，S元素化合价降低，符合氧化还原反应原理，预测合理；B、生成NH₃、SO₃、H₂O，为非氧化还原反应，预测合理；C、生成SO₂，S元素化合价降低，无元素化合价升高，不符合氧化还原反应原理，预测不合理；D、既有元素化合价升高，也有元素化合价降低，预测合理．
（2）①利用加热气体膨胀的原理检验装置的气密性，设计实验过程；
②用浓盐酸检验NH₃，打开K₁，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口，若出现白烟，证明含有NH3，但不能用润湿的石蕊试纸，因为混合气体中含有SO₂，SO₃，试纸不可能变蓝；装置A与B之间的T型导管中出现白色固体可能是SO2与NH3反应生成的（NH₄）₂SO₃，或SO₃与NH₃反应生成的（NH₄）₂SO₄，或SO₃固体，或酸式盐及以上物质的混合物．
③A试管中残留的白色固体是两性氧化物，则A为Al₂O₃，与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水；
（3）根据氧化还原反应中化合价升高的总价数与降低的总价数相等，结合相同条件下气体物质的量之比等于体积之比得到

解答 解：（1）A、生成N₂，N元素化合价升高，生成SO₂，S元素化合价降低，符合氧化还原反应原理，预测合理，故A正确；
B、生成NH₃、SO₃、H₂O，为非氧化还原反应，预测合理，故B正确；
C、生成SO₂，S元素化合价降低，无元素化合价升高，不符合氧化还原反应原理，预测不合理，故C错误；
D、既有元素化合价升高，也有元素化合价降低，预测合理，故D正确；
故答案为：C；
（2）①利用加热气体膨胀的原理检验装置的气密性，首先要关闭支口开关K1并打开K₂，然后将最后的导管通入水中，微热大试管，若看到从导管中出现气泡，且停止加热后在导管中上升一段水柱，则证明气密性好；
故答案为：关闭支口开关K1并打开K2，将最后的导管通入水中，微热大试管，若看到从导管中出现气泡，且停止加热后在导管中上升一段水柱，则证明气密性好好；
②用浓盐酸检验NH₃，打开K₁，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口，若出现白烟，证明含有NH3，但不能用润湿的石蕊试纸，因为混合气体中含有SO₂，SO₃，试纸不可能变蓝；装置A与B之间的T型导管中出现白色固体可能是SO₂与NH₃反应生成的（NH₄）₂SO₃，或SO₃与NH₃反应生成的（NH₄）₂SO₄，或SO₃固体，或酸式盐及以上物质的混合物；
故答案为：打开K₁，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口，若出现白烟或用润湿的红色石蕊试纸变蓝检验；（NH₄）₂SO₄或者（NH₄）₂SO₃或者SO₃或酸式盐及以上物质的混合物；
③A试管中残留的白色固体是两性氧化物，则A为Al₂O₃，与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，其反应的离子方程式为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）根据氧化还原反应中化合价升高的总价数与降低的总价数相等，可得：6n（N₂）=2n（SO₂），可得 n（N₂）：n（SO₂）=1：3，相同条件下气体物质的量之比等于体积之比，所以V（N₂）：V（SO₂）=1：3，
故答案为：1：3．

点评 本题考查探究物质组成的实验方案设计与分析、氧化还原反应原理及计算、基本操作、离子方程式的书写等，侧重于考查学生的实验探究能力和对基础知识的综合应用能力，注意物质性质的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．