Question

某化學(xué)課外活動(dòng)小組通過實(shí)驗(yàn)探究NO₂的性質(zhì)。已知：2NO₂＋2NaOH=NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O。
任務(wù)1：利用如圖所示裝置探究NO₂能否被NH₃還原(K₁、K₂均為止水夾，夾持裝置已略去)。

(1)E裝置中制取NO₂的化學(xué)反應(yīng)方程式是____________________________
____________________________________________。
(2)若NO₂能夠被NH₃還原，預(yù)期在C裝置中觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)過程中，未能觀察到C裝置中的預(yù)期現(xiàn)象。該小組同學(xué)從反應(yīng)原理的角度分析了原因，認(rèn)為有以下三種可能：
①NH₃還原性較弱，不能將NO₂還原；
②在此條件下，NO₂的轉(zhuǎn)化率極低；
③______________________________________________________________。
(4)此實(shí)驗(yàn)裝置中一個(gè)明顯的缺陷是__________________________________。
任務(wù)2：探究NO₂能否與Na₂O₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
(5)實(shí)驗(yàn)前，該小組同學(xué)提出三種假設(shè)。
假設(shè)1：二者不反應(yīng)；
假設(shè)2：NO₂能被Na₂O₂氧化；
假設(shè)3：________________________________________________________。
(6)為了驗(yàn)證假設(shè)2，該小組同學(xué)選用任務(wù)1中的B、D、E裝置，將B中的藥品更換成Na₂O₂，另選F裝置(如圖所示)，重新組裝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①裝置的合理連接順序是(某些裝置可以重復(fù)使用)________。
②實(shí)驗(yàn)過程中，B裝置中的粉末由淡黃色逐漸變成白色。經(jīng)檢驗(yàn)，該白色物質(zhì)為純凈物，且無其他物質(zhì)生成。推測(cè)B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________

Answer 1

(1)Cu＋4HNO₃(濃)=Cu(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O　(2)C裝置中混合氣體的顏色變淺　(3)在此條件下，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率極小　(4)缺少尾氣吸收裝置　(5)NO₂能被Na₂O₂還原(其他合理答案也可)
(6)①EDBDF　②2NO₂＋Na₂O₂=2NaNO₃

(1)E中濃硝酸與銅片發(fā)生反應(yīng)生成NO₂：Cu＋4HNO₃(濃)=Cu(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O。(2)裝置A用于制備NH₃，NH₃被堿石灰干燥后進(jìn)入裝置C中，裝置E中生成的NO₂經(jīng)無水CaCl₂干燥后也進(jìn)入裝置C中，由于NO₂具有氧化性，NH₃具有還原性，若NO₂能被NH₃還原，則在裝置C中發(fā)生的反應(yīng)為6NO₂＋8NH₃=7N₂＋12H₂O，隨著紅棕色的NO₂被消耗，裝置C中混合氣體的顏色逐漸變淺。(3)該同學(xué)是從反應(yīng)原理探究NO₂與NH₃的反應(yīng)，若在實(shí)驗(yàn)過程中，未能觀察到C裝置中的預(yù)期現(xiàn)象，需從二者是否能發(fā)生反應(yīng)、能反應(yīng)但NO₂的轉(zhuǎn)化率很低或者能反應(yīng)但反應(yīng)速率很小，短時(shí)間內(nèi)NO₂的消耗量很少，短時(shí)間內(nèi)看不到明顯的現(xiàn)象。(4)由于多余的NH₃、NO₂會(huì)從裝置C中豎放的玻璃管中逸出，從而會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，所以該實(shí)驗(yàn)需在裝置C中豎放的玻璃管處連接一個(gè)尾氣處理裝置。(5)根據(jù)價(jià)態(tài)分析，NO₂中氮元素處于中間價(jià)態(tài)，既有氧化性，又有還原性，Na₂O₂中的O元素也是處于中間價(jià)態(tài)，也具有氧化性和還原性，所以假設(shè)3應(yīng)該是NO₂能被Na₂O₂還原(或NO₂能氧化Na₂O₂)。(6)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(jìn)行尾氣處理，為防止F裝置中的少量水蒸氣對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生干擾，最好在B、F裝置之間再加裝D裝置，故裝置連接順序?yàn)镋→D→B→D→F。②假設(shè)2是NO₂能被Na₂O₂氧化，根據(jù)B裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象“粉末由淡黃色逐漸變成白色”，說明Na₂O₂與NO₂發(fā)生了反應(yīng)，NO₂為還原劑，分子中N元素的化合價(jià)升高至＋5，反應(yīng)產(chǎn)物又只有一種，推知為NaNO₃，推測(cè)B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO₂＋Na₂O₂=2NaNO₃。