Question

亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽，在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛�，F(xiàn)用下圖所示儀器（夾持裝置已省略）及藥品，探究亞硝酸鈉與硫酸反應(yīng)及生成氣體產(chǎn)物的成分。已知：

①NO＋NO₂＋2OH^-＝2NO₂^-＋2H₂O

②氣體液化的溫度：NO₂  21℃、NO  －152℃

（1）為了檢驗(yàn)裝置A中生成的氣體產(chǎn)物，儀器的連接順序?yàn)椋◤淖笙蛴疫B接）：A→C→_______→_______→_______；組裝好儀器后，接下來(lái)進(jìn)行的操作是________________。

（2）關(guān)閉彈簧夾，打開(kāi)分液漏斗活塞，滴入70％的硫酸后, A中產(chǎn)生紅棕色氣體.

①確認(rèn)A中產(chǎn)生氣體含有NO，依據(jù)的現(xiàn)象是_____________________________.

②裝置E的作用是_______________________________________________________

（3）如果向D中通入過(guò)量O₂,則裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________.

如果沒(méi)有裝置C，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論造成的影響是______________________________。

（4）通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，可得出裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________。

（5）工業(yè)生產(chǎn)中氮氧化物的排放會(huì)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(xué)方程式為：___________________________.

 

Answer 1

【答案】

 

(1)E D B(2分)；檢驗(yàn)裝置的氣密性（1分）    (2)①D中出現(xiàn)紅棕色氣體(2分)  ②冷凝，使NO₂完全液（2分）(3)4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O(2分)   水會(huì)與NO₂反應(yīng)產(chǎn)生NO，影響NO的確定(2 分)

(4)2NaNO₂+H₂SO₄=Na₂SO₄+NO₂↑+NO↑+H₂O(2分)

(5) CH₄（g）＋4NO₂（g）＝4NO(g)＋CO₂（g）＋2H₂O（g）   △H＝－574kJ·mol^-1(2分)

【解析】

試題分析：本題是實(shí)驗(yàn)題。實(shí)驗(yàn)題是同學(xué)們的難點(diǎn)。也是最難得分的題型。對(duì)于實(shí)驗(yàn)題，首先需看清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁�。在結(jié)合看清實(shí)驗(yàn)流程，實(shí)驗(yàn)操作，物質(zhì)檢驗(yàn)等知識(shí)會(huì)穿插其中。這題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，探究NaNO₂與H₂SO₄的反應(yīng)。從所給裝置中，A顯然是發(fā)生裝置。B是NaOH溶液，可能是除雜裝置，C是濃硫酸，顯然是干燥裝置。D是熱水浴，并通入了O₂，需要通O₂檢驗(yàn)的是NO氣體。E是冷水浴裝置。顯然是冷卻物質(zhì)。由題中所給2個(gè)信息，第一個(gè)信息是NO與NO₂的混合氣體與NaOH發(fā)生歸中反應(yīng)。第二個(gè)信息是NO、NO₂兩種氣體的物理性質(zhì)。從液化的溫度來(lái)看，顯然NO₂比NO更易液化。A中三頸瓶，采用固液不加熱反應(yīng)，還有一個(gè)彈簧夾用來(lái)控制通氮?dú)猓�顯然要氮?dú)�，目的�?yīng)是排除氧氣。因氧氣有氧化性。可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾。通過(guò)上述信息就可以猜測(cè)出產(chǎn)生的兩種氣體可能是NO和NO₂。

（1）為了檢驗(yàn)裝置A中生成的氣體產(chǎn)物，儀器的連接順序?yàn)椋◤淖笙蛴疫B接）：

Ａ是發(fā)生裝置，Ｃ是干燥除去水，NO和NO₂的分離，先分離NO₂因?yàn)楦�易液化。所以接E，NO₂分離后再檢驗(yàn)NO，需通氧氣。接D。觀察到氣體從無(wú)色變成紅棕色。所以說(shuō)明是NO。B是尾氣處理。吸收反應(yīng)后剩余的NO和NO₂的混合氣體。在這里存在幾個(gè)先后問(wèn)題，首先NO和NO₂的檢驗(yàn)，根據(jù)液化溫度判斷得到NO₂更易液化，可以觀察到E中有紅棕色液體產(chǎn)生。而后NO會(huì)和氧氣生成NO₂。對(duì)于NO₂的檢驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生干擾。所以先檢驗(yàn)NO₂。還有一問(wèn)題就是除水，如果不除去水的話，NO₂會(huì)與H₂O反應(yīng)生成NO，所以又會(huì)對(duì)NO的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾，同時(shí)也影響NO₂的檢驗(yàn)。還有一問(wèn)題就是在A中藥品反應(yīng)之前需通氮?dú)鈱�O₂排出來(lái)。否則也會(huì)影響NO和NO₂的檢驗(yàn)。裝置連接好之后，就是檢查裝置氣密性。

（2）關(guān)閉彈簧夾，打開(kāi)分液漏斗活塞，滴入70％的硫酸后, A中產(chǎn)生紅棕色氣體。說(shuō)明生成了NO₂氣體。

①確認(rèn)A中產(chǎn)生氣體含有NO，是在D裝置中通O₂來(lái)檢驗(yàn)的。觀察氣體是否變紅棕色。

②裝置E的作用是冷凝，是使NO₂完全液化。

（3）如果向D中通入過(guò)量O₂,不存在NO剩余，但有過(guò)量的O₂會(huì)與NO₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)，O₂降低，NO₂升高，所以可推斷出反應(yīng)方程式為：4NO₂+O₂+4NaOH=4NaNO₃+2H₂O。如不干燥，水會(huì)與NO₂反應(yīng)產(chǎn)生NO，影響NO的確定。

（4）通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，可得出裝置A中反應(yīng)應(yīng)產(chǎn)生兩種氣體。+3價(jià)氮元素發(fā)生歧化反應(yīng)。化學(xué)方程式是2NaNO₂+H₂SO₄=Na₂SO₄+NO₂↑+NO↑+H₂O。

（5）工業(yè)生產(chǎn)中氮氧化物的排放會(huì)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

根據(jù)蓋斯定律上式×2-下式可得出：CH₄（g）＋4NO₂（g）＝4NO(g)＋CO₂（g）＋2H₂O（g）   △H＝－574kJ·mol^-1(2分)

考點(diǎn)：探究實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)