Question

【題目】一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常見的大氣污染物，然而它們在工業(yè)上有著廣泛的用途。

已知：①室溫下，2NO＋Na2O2=2NaNO2；②酸性條件下，NO或NO2－都能與MnO4—反應(yīng)生成NO3－。

Ⅰ.以木炭、濃硝酸、水和銅為原料生成的一氧化氮與過氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉的裝置如下圖所示：

(1)A中反應(yīng)的化學方程式_____________；

(2)裝置B中觀察到的主要現(xiàn)象______________；

(3)儀器D的名稱是___________________；

(4)A中滴入濃硝酸之前，應(yīng)先通入N2一段時間，原因是____________；

(5)寫出NO被酸性KMnO4氧化的離子反應(yīng)方程式______________；

(6)若無裝置D，則E中產(chǎn)物除NaNO2外，還有_______(填化學式)。

Ⅱ.某研究性學習小組對NO2與Na2O2能否發(fā)生反應(yīng)進行探究。

步驟1：提出假設(shè)

假設(shè)一：NO2與Na2O2不反應(yīng)；

假設(shè)二：NO2能被Na2O2氧化；

假設(shè)三：______________________________________________。

步驟2：設(shè)計實驗

(1)實驗時，將NO2氣體通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黃色粉末完全變成白色，說明假設(shè)________不成立。

(2)為驗證假設(shè)二是否成立，該小組同學進行如下定性實驗研究，請完成下表內(nèi)容。

實驗步驟(不要求寫具體操作過程，試劑、儀器任選)	預(yù)期的實驗現(xiàn)象及結(jié)論
取適量的白色固體置于試管中，加蒸餾水溶解， ①__________________________________________	②___________________________

Answer 1

【答案】C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O 溶液變藍，銅片溶解，有無色氣體冒出 (球形)干燥管 排盡裝置中的空氣，防止對后續(xù)實驗有干擾 5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O Na2CO3（或Na2CO3、NaOH ） NO2能被Na2O2還原 一 再滴加稀硫酸酸化，最后滴加高錳酸鉀溶液 若高錳酸鉀溶液不褪色，則假設(shè)二成立 若高錳酸鉀溶液褪色，則假設(shè)二不成立(或再滴加稀硫酸酸化，最后加銅粉，若銅粉溶解且溶液變藍色，則假設(shè)二成立，若銅粉不溶解，則假設(shè)二不成立，其他合理答案也可)

【解析】

I.(1)裝置A中是濃硝酸和碳加熱發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化氮、二氧化碳和水，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和原子守恒配平；

(2)裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅，一氧化氮和水；

(3)依據(jù)儀器D的結(jié)構(gòu)判斷其名稱；

(4)空氣中含有O2、二氧化碳和水蒸氣，會影響實驗結(jié)論的判斷；

(5)NO會被酸性高錳酸鉀溶液氧化為NO3-，高錳酸鉀被還原為Mn2+；

(6)一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸氣，二氧化碳和過氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水與過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉；

II.依據(jù)Na2O2中O元素的化合價及已知的二種假設(shè)，推斷假設(shè)三；

(1)依據(jù)Na2O2與通入的氣體在玻璃管中發(fā)生反應(yīng)，淡黃色粉末完全變成白色說明假設(shè)一不成立；

(2)若假設(shè)二成立，反應(yīng)產(chǎn)生了NO3-，NO3-無還原性，不能使酸性高錳酸鉀溶液溶液褪色。

(1)裝置A中是濃硝酸和碳加熱發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化氮、二氧化碳和水，反應(yīng)的化學方程式為C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O；

(2)裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，3NO2+H2O=2HNO3+NO，硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅，一氧化氮和水，所以反應(yīng)現(xiàn)象為氣體變?yōu)闊o色，溶液變藍，銅片溶解，導管口有無色氣體冒出；

(3)儀器D的名稱是干燥管；

(4)A中滴入濃硝酸之前，應(yīng)先通入N2一段時間，原因是由于裝置內(nèi)有空氣，空氣中的氧氣、二氧化碳及水蒸氣會影響后續(xù)試驗，先通入N2一段時間，排盡裝置中的空氣，防止對后續(xù)實驗有干擾；

(5)NO具有還原性，會被酸性高錳酸鉀溶液溶液氧化為NO3-，反應(yīng)的離子方程式為：5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O；

(6)裝置D中盛有堿石灰，堿石灰可以吸收CO2、水蒸氣，二氧化碳和過氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水與過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉，故C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和氫氧化鈉。

II.探究NO2與Na2O2能否發(fā)生反應(yīng)，依據(jù)假設(shè)一：NO2與Na2O2不反應(yīng)；假設(shè)二：NO2能被Na2O2氧化；假設(shè)三：NO2能被Na2O2還原

(1)實驗時，將NO2氣體通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黃色粉末完全變成白色，說明NO2氣體與Na2O2發(fā)生了化學反應(yīng)，證明假設(shè)一不成立。

(2)假設(shè)二：NO2能被Na2O2氧化，則NO2被氧化變?yōu)?/span>NO3-，根據(jù)酸性條件下，NO或NO2-都能與MnO4-反應(yīng)生成NO3-，可取適量的白色固體置于試管中，加蒸餾水溶解，然后向該溶液中滴加稀硫酸酸化，最后滴加高錳酸鉀溶液 若高錳酸鉀溶液不褪色，則假設(shè)二成立。