Question

已知2H⁺+2NO₂^-═NO↑+NO₂↑+H₂O．現(xiàn)用下圖所示儀器（夾持裝置已省略）及藥品，檢驗亞硝酸鈉與硫酸反應生成的氣體產(chǎn)物．
★NO和NO₂部分性質如下表所示：

性質	NO	NO2
沸點	21℃	-152℃
與NaOH反應情況	不反應	2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O
備注	NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O

（1）為了檢驗裝置A中生成的氣體產(chǎn)物，儀器的連接順序為（從左向右連接）：A→

 

→

 

→

 

→

 

；組裝好儀器后，接下來進行的操作是

 

（2）打開彈簧夾，通一會兒N₂，目的是

 

（3）關閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞，滴入70%的硫酸后
①確認A中產(chǎn)生氣體含有NO₂，依據(jù)的現(xiàn)象是

 

②確認A中產(chǎn)生氣體含有NO，依據(jù)的現(xiàn)象是

 

③裝置E的作用是

 

（4）如果沒有裝置C，對實驗結論造成的影響是

 

（5）工業(yè)生產(chǎn)中氮氧化物的排放會造成環(huán)境污染，可采用如下方法處理氮氧化物：
CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1
則CH₄將NO₂還原為NO的熱化學方程式為：

 

．

Answer 1

考點：氮的氧化物的性質及其對環(huán)境的影響,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,常見氣體的檢驗

專題：化學反應中的能量變化,氮族元素

分析：（1）根據(jù)各部分裝置的作用進行連接，裝置在進行反應之前要進行氣密性檢查；
（2）NO很容易被氧氣氧化，裝置中有空氣，無法檢驗有NO生成；
（3）根據(jù)一氧化氮和氧氣反應生成紅棕色二氧化氮氣體判斷，溫度低于二氧化氮液化溫度時，二氧化氮變成液態(tài)；
（4）氧氣過量，進入B中可理解為先生成硝酸，硝酸再與氫氧化鈉反應生成硝酸鈉和水；
（5）根據(jù)根據(jù)蓋斯定律以及熱化學方程式的書寫方法來回答．

解答： 解：（1）C吸收水蒸氣，B尾氣處理，防止污染空氣，D檢驗NO，E冷卻二氧化氮，利用檢驗NO，所以裝置的連接為A→C→E→D→B，裝置在進行反應之前要進行氣密性檢查，故答案為：C；E；D；B；檢驗裝置的氣密性； 
（2）NO很容易被氧氣氧化，裝置中有空氣，無法檢驗有NO生成，所以通氮氣的目的是排盡整個裝置中的空氣，防止產(chǎn)生的NO被氧化生成NO₂，
故答案為：排盡裝置中的空氣，避免氧氣與NO反應；
（3）①A中出現(xiàn)紅棕色氣體，確認A中產(chǎn)生氣體含有NO₂，故答案為：A中出現(xiàn)紅棕色氣體；
②D中無色氣體變成紅色，說明含有NO氣體，故答案為：D中出現(xiàn)紅棕色氣體；
③二氧化氮的液化溫度是21℃，低于此溫度時，二氧化氮氣體變成液態(tài)，故答案為：冷凝，使NO₂完全液化；    
（4）如果向D中通入過量O₂，則裝置B中二氧化氮、氧氣和氫氧化鈉反應生成硝酸鈉和水，其反應方程式為：4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O，如果沒有裝置C，二氧化氮和水反應生成一氧化氮，造成干擾，
故答案為：水會與NO₂反應產(chǎn)生NO，影響NO的確定；
（5）已知：①CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1
②2CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1
則CH₄將NO₂還原為NO的反應CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）可以是①×2-②得到，所以△H=2×（-867kJ?mol^-1）+1160kJ?mol^-1=-574kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1．

點評：本題考查實驗方案設計，明確物質的性質和實驗原理是解本題關鍵，注意實驗設計要遵循嚴密性、可行性、科學性的原則，難度較大．