Question

【題目】治理氮氧化物（NOx）的污染是化學(xué)研究的重要課題之一。NO能被灼燒的鐵粉還原為N2，同時生成同時生成FeO，利用下列裝置模擬該反應(yīng)。

已知：①濃硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能與NO2反應(yīng)，不與NO反應(yīng)。

（1）上述裝置接口的連接順序?yàn)閍→__________（按氣流方向，用小寫字母表示）。

（2）裝置D的作用是___________________。

（3）裝置E中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。

（4）打開分液漏斗活塞，燒瓶中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有_____________________。

（5）實(shí)驗(yàn)室常用NaOH溶液吸收多余的氮氧化物(NOx)：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證產(chǎn)物NaNO2既有氧化性又有還原性。

限選試劑：稀硫酸、KI-淀粉溶液、雙氧水、酸性高錳酸鉀溶液

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)操作	現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1	__________	__________	NaNO2具有氧化性
2	__________	__________	NaNO2具有還原性

（6）最終得到的亞硝酸鈉（NaNO2)外觀與食鹽非常相似，毒性較強(qiáng)。

已知①Ksp(AgNO2) =2.0×10-8，Ksp(AgCl) =1.8×10-10；

② Ka(HNO2) =5.1×10-4。

若鑒別NaNO2和NaCl兩種固體，實(shí)驗(yàn)方法是__________________________（試劑自選）。

Answer 1

【答案】 f→e→j→i→h→g（或g→h）→b→c→d 除去揮發(fā)出的HNO3、NO2等酸性氣體 2NO+2Fe2FeO+N2 反應(yīng)開始時，銅片表面出現(xiàn)無色氣泡，銅片逐漸變小，燒瓶上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\紅棕色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行又逐漸變?yōu)闊o色；燒瓶中溶液由無色變?yōu)闇\藍(lán)色。 取適量NaNO2溶液，依次加入少許KI—淀粉溶液、稀硫酸 溶液變藍(lán) 取適量NaNO2溶液，滴加少許酸性高錳酸鉀溶液 溶液褪色 分別取兩種固體樣品少量于試管中加水溶解，再分別滴加酚酞試液，變紅的為NaNO2。

【解析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理利用NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時生成FeO，所以首先應(yīng)制備純凈的干燥的NO，利用銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO，由于硝酸具有揮發(fā)性，所以制得的NO中會混有硝酸和水蒸氣氣體，則先通過裝置D除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體，然后再通過F干燥，得到純凈的干燥的NO進(jìn)入E中與鐵粉反應(yīng)，最后處理多余的NO，又因?yàn)?/span>NaOH溶液不與NO反應(yīng)，而濃硝酸可氧化NO生成NO2，所以最終先通過B氧化NO，后再通過C吸收。

（1）根據(jù)以上分析，先制備NO→除硝酸氣體→除水蒸氣→氧化鐵粉→氧化多余的NO→NaOH溶液吸收，所以上述裝置接口的連接順序?yàn)?/span>a→f→e→j→i→h→g（或g→h）→b→c→d；（2）裝置D的作用是除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體；（3）裝置E中NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時生成FeO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO+2Fe2FeO+N2；（4）打開分液漏斗活塞，銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO，由于液面上方有空氣，所以開始生成的NO遇空氣就會變成淺紅棕色NO2，而后來空氣排凈，又逐漸變?yōu)闊o色，燒瓶中溶液生成銅離子由無色變?yōu)闇\藍(lán)色，所以燒瓶中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有反應(yīng)開始時，銅片表面出現(xiàn)無色氣泡，銅片逐漸變��；燒瓶上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\紅棕色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行又逐漸變?yōu)闊o色；燒瓶中溶液由無色變?yōu)闇\藍(lán)色；（5）說明NO2-有氧化性，則N元素的化合價降低，在酸性條件下，與還原劑KI反應(yīng)，所以選擇的試劑為KI-淀粉溶液、稀硫酸，觀察到溶液變藍(lán)現(xiàn)象，證明其具有氧化性；說明NO2-有還原性，則N元素的化合價升高，與氧化劑KMnO4反應(yīng)，驗(yàn)證方法為：取適量NaNO2溶液，滴加少許酸性KMnO4溶液，觀察到溶液褪色，證明其具有還原性；（6）亞硝酸是弱酸，亞硝酸鈉水解溶液顯堿性，則鑒別NaNO2和NaCl兩種固體的實(shí)驗(yàn)方法是分別取兩種固體樣品少量于試管中加水溶解，再分別滴加酚酞試液，變紅的為NaNO2。