Question

10．某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，欲探究NO₂、NO與Na₂O₂反應(yīng)的情況．
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(shè)：
假設(shè)1：Na₂O₂氧化NO₂；
假設(shè)2：NO₂氧化Na₂O₂
（1）甲同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置進行實驗．
①試管A中反應(yīng)的離子方程式Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O
②待試管B中充滿紅棕色氣體，關(guān)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(nèi)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(nèi)，木條復(fù)燃．
（2）乙同學(xué)認為甲同學(xué)設(shè)計的實驗存在缺陷并對甲同學(xué)的設(shè)計進行了改進．他在A、B之間增加了一個裝置，然后重復(fù)了甲同學(xué)的實驗操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失，但帶火星的木條未復(fù)燃．乙同學(xué)在A、B之間增加的裝置的作用是除去生成NO₂氣體中混有的水蒸氣
（3）根據(jù)甲、乙兩位的實驗及現(xiàn)象，你認為假設(shè)2（填“1”或“2”）更合理，NO₂ 和Na₂O₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃
Ⅱ．該研究性學(xué)習(xí)小組還認為NO易與O₂發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)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MnO₂反應(yīng)生成NO₃^-和Mn²⁺．
（4）丙同學(xué)用下圖所示裝置（部分夾持裝置略）探究NO與Na₂O₂的反應(yīng)．

①在反應(yīng)前，需打開彈簧夾，先通入一段時間N₂目的是將裝置中的空氣排出
②裝置C、E中所盛放的試劑不能A（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
③F中發(fā)生的氧化劑與還原劑的物質(zhì)和量之比為3：5
④充分反應(yīng)后，檢驗D裝置中產(chǎn)物的方法是：取D裝置中產(chǎn)物少許，加入稀鹽酸，產(chǎn)生紅棕色氣體則產(chǎn)行中有Na₂O₂．

Answer 1

分析 （1）Cu和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水；
（2）Cu和濃硝酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放出的熱量導(dǎo)致水分蒸發(fā)，所以生成的二氧化氮中含有水蒸氣，水和過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，從而產(chǎn)生干擾；
（3）過氧化鈉和二氧化氮反應(yīng)不生成氧氣，說明二氧化氮被過氧化鈉氧化，則二氧化氮作還原劑、過氧化鈉作氧化劑；
（4）①裝置中含有空氣，對實驗產(chǎn)生干擾；
②為防止水蒸氣和過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，應(yīng)該通過C裝置除去水蒸氣；E是防止F中水蒸氣進入D裝置；
③二氧化氮和酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸根離子和錳離子，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算其物質(zhì)的量；
④亞硝酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮，根據(jù)D中固體和稀鹽酸混合現(xiàn)象判斷成分．

解答 解：（1）①Cu與濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮、硝酸銅和水，其反應(yīng)的離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）Cu與濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮中含有水蒸氣，水蒸氣能與過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，從而對實驗?zāi)康漠a(chǎn)生干擾，所以要在A、B之間增加一個裝置干燥裝置，除去生成NO₂氣體中混有的水蒸氣，故答案為：除去生成NO₂氣體中混有的水蒸氣；
（3）過氧化鈉和二氧化氮反應(yīng)不生成氧氣，說明二氧化氮被過氧化鈉氧化，所以假設(shè)2正確，反應(yīng)方程式為2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃，
故答案為：2；2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃；
（4）①空氣中的氧氣能氧化NO，實驗時要排盡裝置中的空氣，所以在反應(yīng)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；
故答案為：將裝置中的空氣排出；
②防止水蒸氣和過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，應(yīng)該通過C裝置除去水蒸氣；E是防止F中水蒸氣進入D裝置，所以CF的目的都是作干燥劑，只有無水硫酸銅不能吸收水分，故選A；
③F中為吸收一氧化氮的反應(yīng)，其氧化劑為高錳酸根被還原生成二價錳離子降低5價，還原劑為NO被氧化成硝酸根升高3價，則根據(jù)得失電子守恒氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：5，故答案為：3：5；
④亞硝酸鈉中加鹽酸會生成NO，NO遇到空氣中的氧氣會變?yōu)榧t棕色，則檢驗D裝置中物質(zhì)的方法為：取D裝置中產(chǎn)物少許，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，產(chǎn)物是亞硝酸鈉；
故答案為：加入稀鹽酸，產(chǎn)生紅棕色氣體．

點評 本題考查性質(zhì)實驗方案評價，為高頻考點，涉及物質(zhì)檢驗、基本操作、氧化還原反應(yīng)等知識點，明確實驗?zāi)康�、物質(zhì)性質(zhì)等知識點是解本題關(guān)鍵，注意結(jié)合題給信息解答解答，題目難度中等．