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3.7g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1.0g。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～MgO148403.7gmm＝40×＝1.0g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===2Na2SO4O2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探究，请回答下列问题：(1)反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑的还原剂是________(写化学式)；反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2中，每生成1molO2转移________mol电子。(2)进行探究：①提出假设。假设1：全部是Na2O2假设2：全部是Na2CO3假设3：________________②设计方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：蒸馏水、1mol·L－1H2SO4溶液、澄清石灰水、淀粉－KI溶液、酚酞溶液、火柴、试管、小烧杯、胶头滴管。实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量固体样品于试管中，滴加足量1mol·L－1H2SO4溶液，然后将内壁附有澄清石灰水的烧杯罩于试管口若澄清石灰水未见浑浊，则假设1成立；若澄清石灰水变浑浊，则_____________________________________步骤2：步骤3：解析(1)Na2O2与H2O反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂；Na2O2与CO2反应时，每生成1molO2转移2mol电子。(2)Na2O2在空气中与CO2和H2O反应分别生成Na2CO3、NaOH，NaOH在空气中与CO2反应最终也生成Na2CO3，所以不可能有NaOH，故有三种假设情况。答案(1)Na2O22(2)①Na2O2与Na2CO3的混合物②假设2或假设3成立步骤2：另取少量固体样品于试管中，滴加适量蒸馏水，将带火星的火柴放在试管口若带火星的火柴复燃，则假设3成立；若带火星的火柴不复燃，则假设2成立3．(2013·山东理综，30)(18分)TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。(1)实验室利用反应TiO2(s)＋CCl4(g)=====TiCl4(g)＋CO2...
