Question

【題目】某化學課外活動小組通過實驗探究NO2的性質。已知：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。任務1：利用如圖所示裝置探究NO2能否被NH3還原(夾持固定裝置已略去)。

請回答下列問題：

(1)E裝置中制取NO2的化學方程式是_____________________________。

(2)此實驗裝置存在的一個明顯缺陷是_______________________________________。

任務2：探究NO2能否與Na2O2發(fā)生氧化還原反應。

(3)實驗前，該小組同學提出三種假設。

假設1：二者不反應；假設2：NO2能被Na2O2氧化；

假設3：________________________________________________。

(4)為了驗證假設2，該小組同學選用任務1中的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(某些裝置可以重復使用)_________________。

②實驗過程中，B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色。經檢驗，該白色物質為純凈物，且無其他物質生成。推測B裝置中發(fā)生反應的化學方程式為______________________。

Answer 1

【答案】Cu＋4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 缺少尾氣吸收裝置 NO2能被Na2O2還原 EDBDF 2NO2＋Na2O2＝2NaNO3

【解析】

濃硝酸和銅反應生成硝酸銅、二氧化氮和水；若NO2能夠被NH3還原，則混合氣體的顏色將變淺；A裝置用于制備NH3，NH3被堿石灰干燥后進入C裝置，E裝置生成的NO2經無水CaCl2干燥后也進入C裝置，由于NO2具有氧化性，NH3具有還原性，故在C裝置中發(fā)生反應，隨著紅棕色的NO2被消耗，C裝置中氣體的顏色逐漸變淺；所以若NO2能夠被NH3還原，預期觀察到C裝置中的現(xiàn)象是C裝置中混合氣體顏色變淺，據此分析。

(1)E裝置中濃硝酸與銅片發(fā)生反應生成NO2，反應的化學方程式為Cu＋4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；

(2)由于多余的NH3、NO2會從C裝置中豎直的玻璃導管中逸出，污染環(huán)境，所以缺陷是缺少尾氣吸收裝置；

(3)根據價態(tài)分析，NO2中氮元素處于中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性，Na2O2中的氧元素也處于中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性，所以假設3應是NO2能被Na2O2還原；

(4)①選擇E裝置制備NO2，選擇D裝置干燥NO2，選擇B裝置盛放Na2O2，選擇F裝置進行尾氣處理，為防止F裝置中蒸發(fā)出的少量水蒸氣對B裝置中的反應產生干擾，最好在B、F裝置間再加D裝置，故裝置連接順序為EDBDF；

②假設2是NO2能被Na2O2氧化，根據B裝置產生的實驗現(xiàn)象“淡黃色粉末逐漸變成白色”可知Na2O2與NO2發(fā)生了反應，NO2為還原劑，分子中氮元素的化合價升高到＋5價，反應產物又只有一種，因此推知發(fā)生的反應為2NO2＋Na2O2＝2NaNO3。