Question

某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)生根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，探究NO₂、NO與Na₂O₂反應(yīng)的情況，提出假設(shè)并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)．

I．從理論上分析Na₂O₂和NO₂都既有氧化性又有還原性，于是提出如下假設(shè)：
假設(shè)1：Na₂O₂氧化NO₂；假設(shè)2：NO₂氧化Na₂O₂．
（1）甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①試管A中反應(yīng)的離子方程式是

 

．
②待試管B中充滿紅棕色氣體，關(guān)閉旋塞a和b；取下試管B，向其中加入適量Na₂O₂粉末，塞上塞子，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．
③儀器C兼有防倒吸的作用，儀器C的名稱為

 

．
結(jié)論：甲同學(xué)認(rèn)為假設(shè)2正確．
（2）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)存在缺陷，為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�在A、B之間應(yīng)增加一個(gè)裝置，該裝置的作用是

 

．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)正確．則NO₂和Na₂O₂反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
II．該研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)還認(rèn)為NO易與O₂發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)該更易被Na₂O₂氧化．查閱資料：2NO+Na₂O₂═2NaNO₂；2NaNO₂+2HCl═2NaCl+NO₂↑+NO↑+H₂O：酸性條件下，NO能與MnO₄^-反應(yīng)生成NO₃^-和Mn²⁺．
（3）丙同學(xué)用下圖2所示裝置（部分夾持裝置略）探究NO與Na₂O₂的反應(yīng)．
①在反應(yīng)前，打開(kāi)彈簧夾，通入一段時(shí)間N₂，目的是

 

．
②B中觀察到的主要現(xiàn)象的是

 

（填字母編號(hào)）．
a．銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色
b．有紅棕色氣泡產(chǎn)生
c．有無(wú)色氣泡產(chǎn)生
③C、E中所盛裝的試劑不能是

 

（填字母編號(hào)）．
a．無(wú)水硫酸銅    b．無(wú)水氯化鈣    c．堿石灰    d．生石灰
④F中發(fā)生反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

 

．
⑤充分反應(yīng)后，檢驗(yàn)D裝置中產(chǎn)物的方法是：取D裝置中產(chǎn)物少許，

 

，則產(chǎn)物是NaNO₂．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

分析：（1）①Cu與濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮、硝酸銅和水；
③儀器C為干燥管；
（2）Cu與濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮中含有水蒸氣；若過(guò)氧化鈉氧化二氧化氮，則生成硝酸鈉，依據(jù)氧化還原反應(yīng)元素化合價(jià)變化配平書(shū)寫(xiě)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）①空氣中的氧氣能氧化NO，實(shí)驗(yàn)時(shí)要排盡裝置中的空氣；
②二氧化氮與水反應(yīng)生成稀硝酸，稀硝酸與Cu反應(yīng)生成NO；
③無(wú)水硫酸銅只能檢驗(yàn)水不能吸收水；
④F中為吸收一氧化氮的反應(yīng)，其氧化劑為高錳酸根，還原劑為NO，根據(jù)得失電子守恒判斷；
⑤亞硝酸鈉中加鹽酸會(huì)生成NO，NO遇到空氣中的氧氣會(huì)變?yōu)榧t棕色；

解答： 解：（1）①Cu與濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮、硝酸銅和水，其反應(yīng)的離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
③儀器C為干燥管，故答案為：干燥管；
（2）Cu與濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮中含有水蒸氣，水蒸氣能與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，所以要在A、B之間增加一個(gè)裝置干燥裝置，除去生成NO₂氣體中混有的水蒸氣；若過(guò)氧化鈉氧化二氧化氮，則生成硝酸鈉，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃；
故答案為：除去生成NO₂氣體中混有的水蒸氣；Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃；
（3）①空氣中的氧氣能氧化NO，實(shí)驗(yàn)時(shí)要排盡裝置中的空氣，所以在反應(yīng)前，打開(kāi)彈簧夾，通入一段時(shí)間N₂，目的是：將裝置中的空氣排出；
故答案為：將裝置中的空氣排出；
②在B裝置中二氧化氮與水反應(yīng)生成稀硝酸，稀硝酸與Cu反應(yīng)生成NO，所以B中觀察到的主要現(xiàn)象是：銅片逐漸溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，有無(wú)色氣泡產(chǎn)生；故選：ac；
③無(wú)水硫酸銅只能檢驗(yàn)水不能吸收水，故選：a；
④F中為吸收一氧化氮的反應(yīng)，其氧化劑為高錳酸根被還原生成二價(jià)錳離子降低5價(jià)，還原劑為NO被氧化成硝酸根升高3價(jià)，則根據(jù)得失電子守恒氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：5，故答案為：3：5；
⑤亞硝酸鈉中加鹽酸會(huì)生成NO，NO遇到空氣中的氧氣會(huì)變?yōu)榧t棕色，則檢驗(yàn)D裝置中物質(zhì)的方法為：取D裝置中產(chǎn)物少許，加入稀鹽酸，若產(chǎn)生無(wú)色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，產(chǎn)物是亞硝酸鈉；
故答案為：加入稀鹽酸，產(chǎn)生紅棕色氣體．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析，物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究，明確物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)操作的目的和實(shí)驗(yàn)步驟分析是解題關(guān)鍵，題目難度中等．