Question

【題目】某化學(xué)課外活動小組通過實驗研究NO2的性質(zhì)，已知：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O 利用下圖所示裝置探究NO2能否被NH3還原(K1、K2為止水夾，夾持固定裝置略去)。

(1)E裝置中制取NO2反應(yīng)的離子方程式是______。

(2)該實驗中制取氨氣時若只用一種試劑，從下列物質(zhì)中選取______ 。

a.NH4HCO3 b.NH4Cl c.濃氨水

(3)若NO2能夠被NH3還原，預(yù)期觀察到C裝置中的現(xiàn)象是______。

(4)實驗過程中，未能觀察到C裝置中的預(yù)期現(xiàn)象，該小組同學(xué)從反應(yīng)原理的角度分析了原因，認(rèn)為可能是：

①NH3還原性較弱，不能將NO2還原；

②在此條件下，NO2的轉(zhuǎn)化率極低；

③______ 。

(5)此實驗裝置存在一個明顯的缺陷是 ______。

(6)探究NO2能否與Na2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，為了驗證NO2能被Na2O2氧化，該小組同學(xué)選用B、D、E裝置，將B中的藥品更換為Na2O2，另選F裝置(如圖所示)，重新組裝，進(jìn)行實驗。

裝置的合理連接順序是 ______，實驗過程中，B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色，經(jīng)檢驗，該白色物質(zhì)為純凈物，且無其他物質(zhì)生成．推測B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______。

Answer 1

【答案】Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O a C裝置中混合氣體顏色變淺 在此條件下，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率極慢； 缺少尾氣吸收裝置 EDBDF或EDBF或FDBDE或FBDE 2NO2+Na2O2=2NaNO3

【解析】

(1)銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，根據(jù)離子方程式書寫規(guī)則書寫；

(2)根據(jù)各物質(zhì)的狀態(tài)和性質(zhì)來分析確定；

(3)若NO2能夠被NH3還原，則混合氣體的顏色將變淺；

(4)實驗過程中，未能觀察到C裝置中的預(yù)期現(xiàn)象，說明二氧化氮反應(yīng)的量很少，可能是反應(yīng)速率極慢，或者二氧化氮的轉(zhuǎn)化率較低；

(5)有毒氣體不能直接排空；

(6)驗證二氧化氮和過氧化鈉反應(yīng)，首先要制取二氧化氮，因為水能和過氧化鈉反應(yīng)，所以要除去水的干擾，使二氧化氮氣體通過過氧化鈉，最后要進(jìn)行尾氣處理；

過氧化鈉變成白色固體且為純凈物，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素化合價的變化確定生成物。

(1)濃硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)方程式為：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，離子方程式為Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；

(2)a.加熱NH4HCO3時，NH4HCO3受熱分解生成NH3、水和CO2，堿石灰吸收水和CO2就可以得到氨氣，a符合題意；

b.加熱NH4Cl時，氯化銨分解生成NH3和HCl，但溫度低時，NH3和HCl又反應(yīng)生成NH4Cl，所以得不到NH3，b不符合題意；

c.濃氨水是液體，試管中的藥品是固體，不符合要求，c不符合題意；

故答案選a；

(3)NO2是紅棕色氣體，如果能被NH3還原，生成無色氣體N2，則C裝置中混合氣體顏色變淺；

(4)造成未能觀察到C裝置中的預(yù)期現(xiàn)象可能原因是：在此條件下，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率極慢或NO2的轉(zhuǎn)化率極低導(dǎo)致反應(yīng)現(xiàn)象變化不明顯；

(5)NO2是有毒氣體，NH3是有刺激性氣味的氣體，所以都不能直接排空，要進(jìn)行尾氣處理才能排空，因此此實驗裝置存在一個明顯的缺陷是缺少尾氣吸收裝置；

(6)驗證Na2O2和NO2反應(yīng)，首先要用E裝置制取NO2，因為制取的NO2氣體中含有水蒸氣，水和Na2O2反應(yīng)造成干擾，所以要用D裝置除去水蒸氣，然后使純凈的NO2通過B裝置，未反應(yīng)的NO2有毒不能直接排空，所以最后要進(jìn)行尾氣處理，選用如圖所示裝置處理尾氣，所以裝置的合理連接順序是EDBDF或EDBF或FDBDE或FBDE；實過程中，B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色，經(jīng)檢驗，該白色物質(zhì)為純凈物，且無其他物質(zhì)生成，過氧化鈉作氧化劑，則二氧化氮中氮元素失電子化合價升高而作還原劑，所以氮元素只能轉(zhuǎn)化為+5價，且生成物是純凈物，所以是硝酸鈉，反應(yīng)方程式為2NO2+Na2O2=2NaNO3。