Question

二氧化氮（NO₂）是一種具有高度活性的氣態(tài)物質(zhì)，N0₂與Na₂0₂均具有較強(qiáng)的氧 化性，某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)二者能否發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行探究．
【實(shí)驗(yàn)】
下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制備NO2的說(shuō)法正確的是

 

a．實(shí)驗(yàn)室常用銅和濃硝酸反應(yīng)制取二氧化氮
b．二氧化氮常用向下排空氣法收集
c．二氧化氮易溶于水，尾氣可用水吸收．
d．用注射器收集的二氧化氮，壓縮后顏色變淺
e．實(shí)驗(yàn)后容器中殘留液需用堿液處理
【提出假設(shè)】
假設(shè)一：N0₂與Na₂0₂二者不反應(yīng)；
假設(shè)二：N0₂能被Na₂0₂氧化；
假設(shè)三：

 

【查閱文獻(xiàn)】
N0₂在反應(yīng)中能生成HN0₃和HN0₂； HN0₂旣有氧化性，又有還原性，能被強(qiáng)氧化劑 如KMnO₄氧化．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將N0₂氣體通入盛有Na₂0₂的玻璃管中，淡黃色粉末完全變成白色，說(shuō)明 假設(shè)

 

不成立．
（2）若假設(shè)二成立，反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）為驗(yàn)證假設(shè)二是否成立，該小組同學(xué)做了如下定性實(shí)驗(yàn)研究，請(qǐng)完成表格內(nèi)容．

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
取適量的白色固體于試管中，…

【定量分析】
若實(shí)驗(yàn)前該小組同學(xué)用托盤天平稱量過氧化鈉的質(zhì)量為3.9g，充分反應(yīng)后白色固體質(zhì) 量為8.4g，該小組同學(xué)得出假設(shè)2不成立的結(jié)論．你是否同意他們的結(jié)論，并簡(jiǎn)述理 由：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氮的氧化物的性質(zhì)及其對(duì)環(huán)境的影響

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：【實(shí)驗(yàn)】a．銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮；
b．二氧化氮比空氣重分析；
c．二氧化氮易溶于水，和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化碳污染性氣體；
d．用注射器收集的二氧化氮，壓縮后壓強(qiáng)增大，2NO₂=N₂O₄平衡正向進(jìn)行顏色變淺；
e．實(shí)驗(yàn)后容器中殘留液主要是酸性溶液需用堿液處理；
【提出假設(shè)】結(jié)合假設(shè)和反應(yīng)情況，依據(jù)氧化還原反應(yīng)分析得到；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析判斷物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；
（2）二氧化氮被氧化為+5價(jià)氮元素，過氧化鈉中氧元素被還原為-2價(jià)，反應(yīng)生成硝酸鈉；
（3）依據(jù)文獻(xiàn)材料：N0₂在反應(yīng)中能生成HN0₃和HN0₂； HN0₂旣有氧化性，又有還原性，能被強(qiáng)氧化劑 如KMnO₄氧化，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析判斷；
【定量分析】（4）依據(jù)質(zhì)量變化結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)物計(jì)算分析，注意誤差分析應(yīng)用．

解答： 解：【實(shí)驗(yàn)】a．銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮可以在實(shí)驗(yàn)室中制備少量二氧化氮，故a正確；
b．二氧化氮比空氣重應(yīng)用向上排氣法收集，故b錯(cuò)誤；
c．二氧化氮易溶于水，和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化碳污染性氣體，尾氣不能用水吸收處理，用氫氧化鈉溶液吸收，故c錯(cuò)誤；
d．用注射器收集的二氧化氮，反應(yīng)存在幻想平衡，2NO₂=N₂O₄ ，壓縮后壓強(qiáng)增大體積減小濃度增大，顏色變深，平衡正向進(jìn)行顏色變淺，但比原來(lái)氣體顏色加深，故d錯(cuò)誤；
e．實(shí)驗(yàn)后容器中殘留液主要是酸性溶液，需用堿液處理，故e正確；
故答案為：ae；
【提出假設(shè)】依據(jù)過氧化鈉和二氧化氮都是氧化性物質(zhì)，N0₂在反應(yīng)中能生成HN0₃和HN0₂； HN0₂旣有氧化性，又有還原性，能被強(qiáng)氧化劑 如KMnO₄氧化，二者反應(yīng)時(shí)二氧化氮可以做氧化劑液可以做還原劑
假設(shè)一：N0₂與Na₂0₂二者不反應(yīng)；
假設(shè)二：N0₂能被Na₂0₂氧化；
得到假設(shè)三：NO₂能被Na₂O₂還原；
故答案為：NO₂能被Na₂O₂還原；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將N0₂氣體通入盛有Na₂0₂的玻璃管中，淡黃色粉末完全變成白色證明二氧化氮額過氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成新的物質(zhì)，假設(shè)一錯(cuò)誤；
故答案為：一；
（2）假設(shè)二：N0₂能被Na₂0₂氧化，結(jié)合鹽酸化合價(jià)變化可知二氧化氮被氧化為硝酸，過氧化鈉被還原為硝酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃；
故答案為：2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃；
（3）文獻(xiàn)材料：N0₂在反應(yīng)中能生成HN0₃和HN0₂； HN0₂旣有氧化性，又有還原性，能被強(qiáng)氧化劑 如KMnO₄氧化，取適量的白色固體置于試管中，加蒸餾水溶解，再滴加稀硫酸酸化，最后應(yīng)滴加高錳酸鉀溶液，高錳酸鉀溶液不褪色，則假設(shè)2成立；若高錳酸鉀溶液褪色，則假設(shè)2不成立；
故答案為：

取適量的白色固體置于試管中，加蒸餾水溶解，再滴加稀硫酸酸化，最后應(yīng)滴加高錳酸鉀溶液．	若高錳酸鉀溶液不褪色，則假設(shè)2成立；若高錳酸鉀溶液褪色，則假設(shè)2不成立．

（4）不同意；若3.9 g過氧化鈉全部氧化二氧化氮，生成NaNO₃的質(zhì)量應(yīng)該為8.5 g，而現(xiàn)在測(cè)量的質(zhì)量為8.4 g，質(zhì)量相差不大，在托盤天平稱量的誤差范圍之內(nèi)，這完全有可能為實(shí)驗(yàn)誤差引起；或同意．若3.9 g過氧化鈉全部氧化二氧化氮，生成的NaNO₃的質(zhì)量應(yīng)該為8.5 g，而現(xiàn)在測(cè)量的質(zhì)量為8.4 g＜8.5 g；
故答案為：不同意，若3.9 g過氧化鈉全部氧化二氧化氮，生成NaNO₃的質(zhì)量應(yīng)該為8.5 g，而現(xiàn)在測(cè)量的質(zhì)量為8.4 g，質(zhì)量相差不大，在托盤天平稱量的誤差范圍之內(nèi)，這完全有可能為實(shí)驗(yàn)誤差引起；或同意．若3.9 g過氧化鈉全部氧化二氧化氮，生成的NaNO₃的質(zhì)量應(yīng)該為8.5 g，而現(xiàn)在測(cè)量的質(zhì)量為8.4 g＜8.5 g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氮氧化物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．