Question

某校化学兴趣小组的同学对硝酸盐的受热分解进行探究．他们设计了如下装置分别加热了Ca（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂、AgNO₃三种固体．（加热及夹持装置未画出）
（1）甲同学加热的是Ca（NO₃）₂．加热过程发现：装置②中产生气泡，部分石蕊试液被压至装置③中；用带火星的木条检验②中的气体，木条复燃；分析装置①中剩余的固体得知，剩余固体中含有N元素，且显+3价．请写出Ca（NO₃）₂受热分解后生成产物的化学式：

 

、

 

．
（2）乙同学加热的是Cu（NO₃）₂．加热过程发现：装置②中也有气泡产生，但在上升的过程中消失．石蕊试液逐渐变为红色，液体几乎不被压至装置③中．装置①中的固体逐渐变为黑色．请写出Cu（NO₃）₂受热分解的化学方程式：

 

；
（3）丙同学加热的是AgNO₃．加热过程发现：装置②中也有气泡产生，但在上升的过程中气泡部分消失，剩余的气体也能使带火星的木条复燃．石蕊试液也逐渐变为红色，有少量液体被压至装置③中．装置①中的固体逐渐变为黑色．丙同学据此写出了AgNO₃受热分解可能的两种化学方程式：
（Ⅰ）4AgNO₃

△   .

2Ag₂O+4NO₂↑+O₂↑，（Ⅱ）2AgNO₃

△   .

2Ag+2NO₂↑+O₂↑．
Ⅰ、Ⅱ中正确的是

 

，并说明理由：

 

．请你设计一个简单的实验证明你的结论是正确的：

 

．
（4）由上述3个实验的结果，请你推测硝酸盐受热分解的规律：

 

．
（5）标况下如丙同学操作，称量a g硝酸银，受热完全分解后，读取量筒体积为b mL，求硝酸银的分解率：

 

（化简成整数比例关系，可不用化成小数）

Answer 1

考点：含氮物质的综合应用

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）木条复燃，说明生成物有氧气，分析装置①中剩余的固体得知，剩余固体中含有N元素且显+3价，说明生成物有亚硝酸盐；
（2）装置②中也有气泡产生，但在上升的过程中消失，说明生成物有二氧化氮和氧气，装置①中的固体逐渐变为黑色，说明生成物有氧化铜，请然后根据质量守恒配平；
（3）根据反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃来分析；根据金属单质与浓硝酸反应产生红棕色二氧化氮气体，而金属氧化物与硝酸反应不产生红棕色二氧化氮气体；
（4）根据硝酸盐中金属的活泼性不同，产物也不同；
（5）根据2AgNO₃

△   .

2Ag+2NO₂↑+O₂↑，4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃计算．

解答： 解：（1）用带火星的木条检验②中的气体，木条复燃，说明生成物有氧气；分析装置①中剩余的固体得知，剩余固体中含有N元素，且显+3价，说明生成物有亚硝酸盐，即生成Ca（NO₂）₂；
故答案为：Ca（NO₂）₂、O₂；
（2）加热的是Cu（NO₃）₂．加热过程发现：装置②中也有气泡产生，但在上升的过程中消失，石蕊试液逐渐变为红色，液体几乎不被压至装置③中，说明二氧化氮、氧气恰好与水反应生成硝酸，装置①中的固体逐渐变为黑色，说明生成氧化铜，则方程式为：2Cu（NO₃）₃

△   .

2CuO+4NO₂↑+O₂↑；
故答案为：2Cu（NO₃）₃

△   .

2CuO+4NO₂↑+O₂↑；
（3）根据反应4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃可知；反应Ⅰ产生的气体恰好反应，反应Ⅱ产生的气体中氧气过量，所以Ⅱ正确，如果Ⅰ正确，则装置②中的气泡应全部消失，不会有液体被压至装置③中，
Ag与浓硝酸反应产生红棕色二氧化氮气体，而Ag₂O与硝酸反应不产生红棕色二氧化氮气体，所以向装置①中的残留固体加入少量浓硝酸，产生红棕色气体，
故答案为：Ⅱ；如果Ⅰ正确，则装置②中的气泡应全部消失，不会有液体被压至装置③中；　向装置①中的残留固体加入少量浓硝酸，产生红棕色气体；
（4）硝酸盐受热分解的产物可能与硝酸盐中金属的活泼性不同有关；
故答案为：硝酸盐中金属的活泼性不同．
（5）已知2AgNO₃

△   .

2Ag+2NO₂↑+O₂↑，分解生成的二氧化氮和氧气通入水，反应为：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，
把两个方式合在一起消去二氧化氮，总方程为：4AgNO₃+2H₂O

△   .

4Ag+4HNO₃+O₂↑，
已知读取量筒体积为b mL，则氧气为bmL，n（O₂）=

b

22.4

×10^-3mol，分解的AgNO₃为

4b

22.4

×10^-3mol，则硝酸银的分解率为

4b 22.4 ×10-3×170

a

×100%=

85b

28a

%；
故答案为：

85b

28a

%．

点评：本题主要考查了硝酸盐的受热分解产物的确定，注意根据实验现象确定反应产物，难度中等，注意原子守恒在书写方程式时的应用．