Question

【題目】某研究性學習小組學生根據(jù)氧化還原反應規(guī)律，探究NO2、NO與Na2O2反應的情況，提出假設并進行相關實驗。

Ⅰ.從理論上分析Na2O2和NO2都既有氧化性又有還原性，于是提出如下假設：

假設1：Na2O2氧化NO2；假設2：NO2 氧化Na2O2。

（1）甲同學設計如圖1裝置進行實驗：

①試管A 中反應的離子方程式是____________________________。

②待試管B 中充滿紅棕色氣體，關閉旋塞a和b；取下試管B；向其中加入適量Na2O2粉末，塞上塞子，輕輕振蕩試管內粉末，觀察到紅棕色氣體迅速消失；再將帶火星的木條迅速伸進試管內，木條復燃。

③儀器C兼有防倒吸的作用，儀器C的名稱為___________________。

結論：甲同學認為假設2 正確。

（2）乙同學認為甲同學設計的實驗存在缺陷，為達到實驗目的，在A、B之間應增加一個裝置，該裝置的作用是________________________。乙同學用改進后的裝置，重復了甲同學的實驗操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失；帶火星的木條未復燃，得出結論：假設1正確，則NO2和Na2O2反應的化學方程式是_______________________。

Ⅱ.該研究性學習小組同學還認為NO 易與O2發(fā)生反應，應該更易被Na2O2氧化。查閱資料：2NO+Na2O2=2NaNO2；2NaNO2+2HCl=2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O； 酸性條件下，NO 能與MnO4-反應生成NO3-和Mn2+。

（3）丙同學用圖2所示裝置(部分夾持裝置略)探究NO與Na2O2的反應。

①在反應前，打開彈簧夾，通入一段時間N2，目的是_________________。

②B 中觀察到的主要現(xiàn)象是____________(填字母編號)。

a.銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{色 b.有紅棕色氣泡產生 C.有無色氣泡產生③C、E 中所盛裝的試劑不能是________(填字母編號)。

a.無水硫酸銅 b.無水氯化鈣 c.堿石灰 d.生石灰

④F 中發(fā)生反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為_____________。

⑤充分反應后，檢驗D裝置中產物的方法是：______________ ，則產物是NaNO2。

Answer 1

【答案】 Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 球形干燥管 除去生成NO2氣體中混有的水蒸氣 Na2O2+2NO2=2NaNO3 將裝置中的空氣排出 ac a 3：5 取D裝置中產物少許，加入稀鹽酸，產生紅棕色氣體

【解析】（1）①試管A中銅和濃硝酸反應，其離子方程式是Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O。②待試管B中充滿紅棕色氣體，關閉旋塞a和b；取下試管B；向其中加入適量Na2O2粉末，塞上塞子，輕輕振蕩試管內粉末，觀察到紅棕色氣體迅速消失；再將帶火星的木條迅速伸進試管內，木條復燃。③儀器C兼有防倒吸的作用，儀器C為干燥管。

（2）乙同學認為甲同學設計的實驗存在缺陷，為達到實驗目的，在A、B之間應增加一個裝置，該裝置的作用是除去NO2氣體中混有的水蒸氣，防止其干擾實驗。乙同學用改進后的裝置，重復了甲同學的實驗操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失；帶火星的木條未復燃。使帶火星的本條復燃的氧氣是水蒸氣與過氧化鈉反應得到，由此得出結論：假設1正確， NO2和Na2O2反應的化學方程式是Na2O2+2NO2=2NaNO3。

Ⅱ.該研究性學習小組同學還認為NO易與O2發(fā)生反應，應該更易被Na2O2氧化。查閱資料：2NO+Na2O2=2NaNO2；2NaNO2+2HCl=2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O；酸性條件下，NO能與MnO4-反應生成NO3-和Mn2+。

（3）①在反應前，打開彈簧夾，通入一段時間N2，目的是將裝置中的空氣排出，防止氧氣干擾實驗。②B中觀察到的主要現(xiàn)象是銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{色，有無色氣泡產生，選ac。.③無水硫酸銅通常用于檢驗水，不用于吸收水，所以C、E中所盛裝的試劑不能是a。④F中發(fā)生的是一氧化氮與酸性高錳酸鉀溶液的反應，其中的氧化劑高錳酸根被還原生成+2價錳離子，錳元素的化合價降低了5，還原劑NO被氧化成硝酸根，氮元素的化合價升高了3，根據(jù)得失電子守恒可知，氧化劑與還原劑的物質的量之比為3：5，

⑤由題中信息可知，2NaNO2+2HCl=2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O。因此，檢驗D裝置中產物的方法是：取D裝置中產物少許，加入稀鹽酸，產生紅棕色氣體，則產物是NaNO2。