Question

【題目】用下列裝置制備二氧化氮?dú)怏w,并探究相關(guān)產(chǎn)物性質(zhì)。

(1) 裝置A中的分液漏斗盛裝的液體是____,燒瓶中預(yù)先加入的是銅屑,鐵的價(jià)格比銅的價(jià)格低,此處用銅不用鐵的原因是______________。

(2) 干燥管B、D中盛裝的干燥劑可以是____(填“濃硫酸”、“無(wú)水氯化鈣”、“五氧化二磷”或“堿石灰”),干燥管D中干燥劑的作用是______________。

(3) 裝置E的作用是吸收尾氣,吸收過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式如下,請(qǐng)將其補(bǔ)充完整。

NaOH+ NO2　　　+ NaNO2+ H2O ______

(4) 某化學(xué)興趣小組認(rèn)為銅和適量濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含NO,選用下列必要的裝置(N2和O2的用量可自由控制)完成驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

已知:

i. NO+NO2+2OH-2NO2-+H2O

ii氣體液化溫度如下:

氣體	NO2	NO
液化溫度	21 ℃	-152 ℃

①儀器的連接順序(按從左→右連接,填各儀器字母)為________。

②實(shí)驗(yàn)時(shí)先檢查裝置氣密性后,再加入試劑,在反應(yīng)前的操作是_______。

③確認(rèn)氣體中含NO的現(xiàn)象是__________;裝置C的作用是____。

④NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的氣體中氮氧化物脫除技術(shù)�，F(xiàn)在有NO、NO2的混合氣6 L,可用同溫同壓下7 L NH3恰好使其完全轉(zhuǎn)化為N2,則原混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為____。

Answer 1

【答案】 濃硝酸 鐵在濃硝酸中會(huì)鈍化而終止反應(yīng) 無(wú)水氯化鈣(或五氧化二磷) 防止E裝置中的水蒸氣進(jìn)入集氣瓶 2　2　1　NaNO3　1　1 AECBF 通入N2 B中有紅棕色氣體生成 使NO2液化分離 1∶3

【解析】(1)銅與濃硝酸在加熱條件下生成二氧化氮，(2)二氧化氮為酸性氣體應(yīng)選擇酸性、中性干燥劑，依據(jù)干燥管中應(yīng)放入固體干燥劑，據(jù)此選擇合適的干燥劑，二氧化氮為有毒氣體，直接排放容易引起空氣污染，(3)能夠與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)生成硝酸鈉、亞硝酸鈉和水，依據(jù)得失電子守恒、原子個(gè)數(shù)守恒書寫方程式．(4)①根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和各部分的作用確定連接順序．②根據(jù)NO易被氧化來(lái)分析；③根據(jù)裝置B中的反應(yīng)來(lái)分析現(xiàn)象；④設(shè)出NO的體積為XL，NO2的體積為YL，則有X+Y=6 ①，然后根據(jù)和氨氣反應(yīng)時(shí)得失電子數(shù)守恒可有：2X+4Y=7×3 ②，將兩式聯(lián)立即可解得．

（1）銅與濃硝酸在加熱條件下生成二氧化氮，所以分液漏斗中盛放為濃硝酸；常溫下濃硝酸遇到鐵發(fā)生鈍化形成致密氧化膜，阻止反應(yīng)進(jìn)行，所以用銅不選擇鐵制備二氧化氮；故：常溫下，Fe在濃硝酸中發(fā)生鈍化，阻止反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生，無(wú)法制取NO2；（2）二氧化氮是酸性氣體，不能用堿性干燥劑，所以不能選堿石灰，干燥管B、D中只能盛裝固體干燥劑，所以不能選濃硫酸，只能選無(wú)水氯化鈣或五氧化二磷，E裝置中的水蒸氣可進(jìn)入集氣瓶C中，所以使用裝置干燥管D，防止E裝置中的水蒸氣進(jìn)入集氣瓶C中；（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理知：反應(yīng)物NO2中氮元素的化合價(jià)是+4價(jià)，產(chǎn)物NaNO2中氮元素的化合價(jià)是+3價(jià)，所以N元素化合價(jià)最高的含氮化合物是NaNO3，結(jié)合同一化學(xué)反應(yīng)方程式中各元素的原子守恒可知，該反應(yīng)的方程式為2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，故答案為：2；2；NaNO3；1；1；(4)①A中銅與濃硝酸反應(yīng)NO2進(jìn)入E濃硫酸干燥，然后進(jìn)入C冰水混合物冷卻使二氧化氮液化分離，剩余的NO進(jìn)入B與氧氣反應(yīng)，最后連接尾氣處理裝置F，所以儀器連接順序?yàn)椋篈ECBF。②因NO易被氧化，若裝置中存在氧氣則不能說(shuō)明NO的存在，所以反應(yīng)前先通入N2目的是排盡裝置中的空氣，防止NO被氧化；③因NO與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，則觀察到B中燒瓶?jī)?nèi)通入O2后，無(wú)色氣體變成紅棕色；裝置C的作用是：已知?dú)怏w液化溫度：NO2：21℃，NO：-152℃，所以通過(guò)冰水混合物的冷卻二氧化氮變?yōu)橐后w，一氧化氮仍為氣體，使二者分離；④設(shè)NO的體積為XL，NO2的體積為YL，根據(jù)混合氣體的體積為6L，則有X+Y=6 ①，氨氣反應(yīng)時(shí)，NO和NO2得電子，而氨氣失電子，根據(jù)得失電子數(shù)守恒可有：2X+4Y=7×3 ②，將兩式聯(lián)立即可解得X=1.5，Y=4.5，則有X：Y=1：3。