Question

15．某化學課外活動小組通過實驗探究NO₂的性質(zhì)．已知：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，利用如圖所示裝置探究NO₂能否被被NH₃還原（K₁、K₂為止水夾，夾持固定裝置略去）．

（1）制取氨氣時若只用一種試劑，從下列固體物質(zhì)中選取a．
a．NH₄HCO₃   b．NH₄CL   c．NH₄NC₃d．NH₄I
（2）實驗過程中氣密性良好，但一段時間后未能觀察到C裝置中混合氣體顏色變淺的預期現(xiàn)象．該小組同學從反應原理的角度分析了原因，認為可能是：
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在此條件下，該反應的化學反應速率極慢．
（3）此實驗裝置存在一個明顯的缺陷：缺少尾氣裝置．
（4）為了驗證NO₂能被Na₂O₂氧化，該小組同學選用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，進行實驗．

①裝置的合理連接順序是EDBDF或EDBF或FDBDE或FBDE．
②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裝置中反應的化學方程式為2NO₂+Na₂O₂═2NaNO₃．

Answer 1

分析 A裝置是制備氨氣的發(fā)生裝置，B裝置選擇堿石灰干燥制備的氨氣；E裝置是濃硝酸和銅發(fā)生氧化還原反應制備二氧化氮氣體，C裝置選擇中性干燥劑氯化鈣干燥二氧化氮氣體．
（1）根據(jù)各物質(zhì)的狀態(tài)和性質(zhì)來分析確定；
（2）實驗過程中，未能觀察到C裝置中的預期現(xiàn)象，說明二氧化氮反應的量很少，可能是反應速率降低，或者二氧化氮的轉(zhuǎn)化率較低；
（3）有毒氣體不能直接排空；
（4）①驗證NO₂能被Na₂O₂氧化，首先要制取二氧化氮，因為水能和過氧化鈉反應，所以要除去水的干擾，使二氧化氮氣體通過過氧化鈉，最后要進行尾氣處理；
②過氧化鈉變成白色固體且為純凈物，根據(jù)氧化還原反應中元素化合價的變化確定生成物．

解答 解：（1）a．加熱NH₄HCO₃時，碳酸氫銨分解生成氨氣、水和二氧化碳，除去水和二氧化碳就可以得到氨氣，故a選；
b．加熱NH₄Cl時，氯化銨分解生成氨氣和氯化氫，但溫度低時，氨氣和氯化氫又化合生成氯化銨，所以得不到氨氣，故b不選；
c．加熱NH₄NO₃時，硝酸銨分解生成氨氣和硝酸，但溫度低時，氨氣和硝酸又化合生成硝酸銨，所以得不到氨氣，故c不選；
d．加熱NH₄I時，碘化銨分解生成氨氣和碘化氫，但溫度低時，氨氣和碘化氫又化合生成碘化銨，所以得不到氨氣，故d不選；
故答案為：a；
（2）造成未能觀察到C裝置中的預期現(xiàn)象可能原因是：在此條件下，該反應的化學反應速率極慢或NO₂的轉(zhuǎn)化率極低導致反應現(xiàn)象變化不明顯，
故答案為：②③；
（3）二氧化氮是有毒氣體，氨氣是有刺激性氣味的氣體，所以都不能直接排空，要進行尾氣處理才能排入空氣，缺少尾氣吸收裝置，
故答案為：缺少尾氣吸收裝置；
（4）①驗證NO₂能被Na₂O₂氧化，首先要用E裝置制取二氧化氮，因為制取的二氧化氮氣體中含有水蒸氣，水能和過氧化鈉反應而造成干擾，所以要用D裝置除去水蒸氣，然后較純凈的二氧化氮通過B裝置，未反應的二氧化氮有毒不能直接排空，所以最后要進行尾氣處理，選用F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，
故答案為：EDBDF或EDBF或FDBDE或FBDE；
②B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，反應方程式為2NO₂+Na₂O₂═2NaNO₃，
故答案為：2NO₂+Na₂O₂═2NaNO₃．

點評 本題考查了探究二氧化氮性質(zhì)的實驗，根據(jù)元素的化合價來預測物質(zhì)具有的性質(zhì)，然后根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷物質(zhì)具有的性質(zhì)，題目難度中等．