(12分)某探究学习小组的同学学习氨的性质以后，为了探究氨气-优题课

为了探究 $A g N O_{3}$ 的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ． $A g N O_{3}$ 的氧化性
将光亮的铁丝伸入 $A g N O_{3}$ 溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中 $F e$ 的氧化产物，将溶液中的 $A g^{+}$ 除尽后，进行了如下实验。可选用第试剂 $K S C N$ 溶液、 $K_{3} [F e (C N)_{6}]$ 溶液、氯水。
（1）请完成下表：

操作	现象	结论
取少量除尽 $A g^{+}$ 后的溶液于试管中，加入 $K S C N$ 溶液，振荡		存在 $F e^{3 +}$
取少量除尽 $A g^{+}$ 后的溶液于试管中，加入，振荡		存在 $F e^{2 +}$

【实验结论】 $F e$ 的氧化产物为存在 $F e^{2 +}$ 和 $F e^{3 +}$
Ⅱ． $A g N O_{3}$ 的热稳定性性
用下图所示的实验装置A加热 $A g N O_{3}$ 固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束以后，试管中残留固体为黑色。

（2）装置B的作用是

（3）经小组讨论并验证该无色气体为 $O_{2}$ ，其验证方法是

（4）【查阅资料】 $A g_{2} O$ 和粉末的 $A g$ 均为黑色； $A g_{2} O$ 可溶于氨水。
【提出假设】试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ $A g$ ；ⅱ． $A g_{2} O$ ；ⅲ． $A g$ 和 $A g_{2} O$

【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体，进行了如下实验。

实验编号	操作	现象
a	加入足量氨水，振荡	黑色固体不溶解
b	加入足量稀硫酸，振荡	黑色固体溶解，并有气体产生

【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是（填实验编号）。
【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出的 $A g N O_{3}$ 固体热分解的产物有。

$T i O_{2}$ 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 $T i O_{2} (s) + C C l_{4} (g)$ $T i C l_{4} (g) + C O_{2} (g)$ ，在无水无氧条件下制备 $T i C l_{4}$ ，实验装置示意图如下：

有关物质性质如下表

物质	熔点/℃	沸点/℃	其他
$C C l_{4}$	-23	76	与 $T i C l_{4}$ 互溶
$T i C l_{4}$	-25	136	遇潮湿空气产生白雾

仪器 $A$ 的名称是，装置 $E$ 中的试剂是。反应开始前依次进行如下操作：组装仪器、、加装药品、通 $N_{2}$ 一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括：①停止通 $N_{2}$ ②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为（填序号）。欲分离 $D$ 中的液态混合物，所采用操作的名称是。
（2）工业上由钛铁矿（ $F e T i O_{3}$ ）(含 $F e_{2} O_{3}$ 、 $S i O_{2}$ 等杂质)制备 $T i O_{2}$ 的有关反应包括：
酸溶 $F e T i O_{3} (s) + 2 H_{2} S O_{4} (a q) = F e S O_{4} (a q) + T i S O_{4} (a q) + 2 H_{2} O (l)$

水解 $T i O S O_{4} (a q) + 2 H_{2} O (l)$ $H_{2} T i O_{3} (s) + H_{2} S O_{4} (a q)$
简要工艺流程如下：

①试剂 $A$ 为。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产品 $T i O_{2}$ 收率降低，原因是。
②取少量酸洗后的 $H_{2} T i O_{3}$ ，加入盐酸并振荡，滴加 $K S C N$ 溶液后无明显现象，再加 $H_{2} O_{2}$ 后出现微红色，说明 $H_{2} T i O_{3}$ 中存在的杂质离子是。这种 $H_{2} T i O_{3}$ 即使用水充分洗涤，煅烧后获得的 $T i O_{2}$ 也会发黄，发黄的杂质是（填化学式）。

化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。
（1）在实验室中用浓盐酸与MnO₂共热制取Cl₂并进行相关实验。
①下列收集Cl₂的正确装置是。

②将Cl₂通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是。
③设计实验比较Cl₂和Br₂的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl₄于试管中，。
（2）能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl₂是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：ZnSO₄(aq)，FeSO₄₍aq)，CuSO₄₍aq)；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图（见图15），并作相应标注。
要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。

②铜片为电极之一，CuSO₄₍aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是，其原因是。
（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（2）的材料中应选作阳极。

固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以 $M g (N O_{3} ）_{2}$ 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： $M g (N O_{3})_{2}$ 、 $N O_{2}$ 、 $O_{2}$ 乙： $M g O$ 、 $N O_{2}$ 、 $O_{2}$ 丙： $M g_{3} N_{2}$ 、 $O_{2}$ 丁： $M g O$ 、 $N O_{2}$ 、 $N_{2}$

（1）实验前，小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是。
查阅资料得知：2 $N O_{2}$ +2 $N a O H$ = $N a N O_{3}$ + $N a N O_{2}$ + $H_{2} O$

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取器连接后，放人固体试剂之前，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 $M g (N O_{3})_{2}$ 固体3 .79 $g$ 置于 $A$ 中，加热前通人 $N_{2}$ 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 . 0 $g$

⑤取少量剩余固体于试管中，加人适量水，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 $D$ 无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有 $O_{2}$ ，因为若有 $O_{2}$ ， $D$ 中将发生氧化还原反应：（填写化学方程式），溶液颜色会退去；小组讨论认定分解产物中有 $O_{2}$ 存在，未检侧到的原因是。
③ 小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装里进一步研究。

制备氮化镁的装置示意图如下：

回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法是，
$a$ 的名称是， $b$ 的名称是；
（2）写出 $N a N O_{2}$ 和 $(N H_{4})_{2} S O_{4}$ 反应制备氮气的化学方程式；
（3） $C$ 的作用是， $D$ 的作用是，是否可以把 $C$ 和 $D$ 的位置对调并说明理由；
（4）写出 $E$ 中发生反应的化学方程式；
（5）请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象。

A．实验室制氧气的装置	B．实验室制氢气的装置
C．实验室制二氧化碳的装置	D．实验室制氯气的装置