Question

【題目】某些資料表明：NO、NO2不能與Na2O2反應(yīng)。某小組學(xué)生提出質(zhì)疑，他們從理論上分析Na2O2和NO2都有氧化性，根據(jù)化合價(jià)升降原則提出如下假設(shè)：

假設(shè)Ⅰ. Na2O2氧化NO2； 假設(shè)Ⅱ. NO2氧化Na2O2。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置：

圖1

①試管A中反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________。

②待試管B中收集滿氣體，向試管B中加入適量Na2O2粉末，塞緊塞子，輕輕振蕩試管內(nèi)粉末，觀察到紅棕色氣體迅速消失；再將帶火星的木條迅速伸進(jìn)試管內(nèi)，木條復(fù)燃。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為假設(shè)Ⅱ正確；乙同學(xué)認(rèn)為該裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑸檫_(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?yīng)在A、B之間增加一個(gè)裝置，該裝置的作用是__________________________________________________________________。

③乙同學(xué)用改進(jìn)后的裝置，重復(fù)了甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失，帶火星的木條未復(fù)燃。得出結(jié)論：假設(shè)Ⅰ正確。NO2和Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________。

（2）丙同學(xué)認(rèn)為NO易與O2發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)更易被Na2O2氧化，查閱資料知：

ⅰ) 2NO＋Na2O2===2NaNO2；

ⅱ) 6NaNO2＋3H2SO4===3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O；

ⅲ)酸性條件下，NO或NO都能與MnO反應(yīng)生成NO和Mn2＋。

丙同學(xué)用圖2所示裝置(部分夾持裝置略)探究NO與Na2O2的反應(yīng)：

圖2

①b裝置中觀察到的主要現(xiàn)象是__________________________________________________，f裝置的作用是_________________________________________________________________。

②在反應(yīng)前，先打開彈簧夾，通入一段時(shí)間N2，其目的是____________________________

③充分反應(yīng)后，檢驗(yàn)d裝置中發(fā)生反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)是___________________________。

Answer 1

【答案】 Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 除去生成的NO2中混有的水蒸氣 Na2O2＋2NO2===2NaNO3 銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，有氣泡產(chǎn)生 吸收未反應(yīng)的NO 將裝置中的空氣排出 取d裝置中產(chǎn)物少許，加入稀硫酸，若產(chǎn)生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，則產(chǎn)物是NaNO2，反之為NaNO3

【解析】（1）①試管A中利用銅和濃硫酸反應(yīng)制備二氧化氮，該反應(yīng)的離子方程式是Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。

②待試管B中收集滿氣體，向試管B中加入適量Na2O2粉末，塞緊塞子，輕輕振蕩試管內(nèi)粉末，觀察到紅棕色氣體迅速消失；再將帶火星的木條迅速伸進(jìn)試管內(nèi)，木條復(fù)燃，說明有氧氣生成。由于A中制備的二氧化氮含有一定量的水蒸氣，而水蒸氣可以和過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，故乙同學(xué)認(rèn)為該裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?yīng)在A、B之間增加一個(gè)可以除去NO2中混有的水蒸氣的裝置，以排除實(shí)驗(yàn)干擾。

③乙同學(xué)用改進(jìn)后的裝置，重復(fù)了甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失，帶火星的木條未復(fù)燃。得出結(jié)論：假設(shè)Ⅰ正確。NO2和Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2O2＋2NO2===2NaNO3。

（2）由圖中信息可知，a裝置制備二氧化氮?dú)怏w，b裝置用于制備NO氣體，c裝置用于干燥NO，d裝置用于NO與過氧化鈉混合，e裝置用于防止f裝置的水蒸氣進(jìn)入d裝置干擾實(shí)驗(yàn)，f裝置用于尾氣處理，防止剩余的NO污染空氣。

①b裝置中觀察到的主要現(xiàn)象是銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，有氣泡產(chǎn)生，f裝置的作用是吸收未反應(yīng)的NO。

②在反應(yīng)前，先打開彈簧夾，通入一段時(shí)間N2，其目的是將裝置中的空氣排出，防止空氣中的氧氣干擾實(shí)驗(yàn)。

③充分反應(yīng)后，檢驗(yàn)d裝置中發(fā)生反應(yīng)后的產(chǎn)物究竟是NaNO2還是NaNO3。由題中信息可知， 6NaNO2＋3H2SO4===3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O，NO遇到空氣中的氧氣可以被氧化為紅棕色的NO2，而NaNO3不與稀硫酸反應(yīng)，故實(shí)驗(yàn)方法是：取d裝置中產(chǎn)物少許，加入稀硫酸，若產(chǎn)生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，則產(chǎn)物是NaNO2，反之為NaNO3。