Question

(19分)某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律，探究NO₂、NO与Na₂O₂反应的情况，提出假设并进行相关实验。

I．从理论上分析Na₂O₂和NO₂都既有氧化性又有还原性，于是提出如下假设：

假设1：Na₂O₂氧化NO₂；假设2：NO₂氧化Na₂O₂。

（1）甲同学设计如图装置进行实验：

①试管A中反应的离子方程式是___________。

②待试管B中充满红棕色气体，关闭旋塞a和b；取下试管B，向其中加入适量Na₂O₂粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。

③仪器C兼有防倒吸的作用，仪器C的名称为__________。

结论：甲同学认为假设2正确。

（2）乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在A、B之间应增加一个装置，该装置的作用是________________。乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃，得出结论：假设正确。则NO₂和Na₂O₂反应的化学方程式是_______________。

II．该研究性学习小组同学还认为NO易与O₂发生反应，应该更易被Na₂O₂氧化。查阅资料：2NO+Na₂O₂==2NaNO₂；2NaNO₂+2HCl==2NaCl+NO₂↑+NO↑+H₂O：酸性条件下，NO能与MnO₄^-反应生成NO₃^-和Mn²⁺。

（3）丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na₂O₂的反应。

①在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N₂，目的是____________________。

②B中观察到的主要现象的是_________(填字母编号)。

a．铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色

b．有红棕色气泡产生

c．有无色气泡产生

③C、E中所盛装的试剂不能是______(填字母编号)。

a．无水硫酸铜       b．无水氯化钙       c．碱石灰        d．生石灰

④F中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________________。

⑤充分反应后，检验D装置中产物的方法是：取D装置中产物少许，__________________，则产物是NaNO₂。

Answer

（19分）

（1）Cu＋4H＋＋2NO3－===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O（3分） 干燥管（2分）

（2）除去NO2中混有的水蒸气（2分） Na2O2＋2NO2===2NaNO3 （2分）

（3）①将装置中的空气排出（2分） ②ac （2分） ③a （2分）

④3:5（2分） ⑤加入稀盐酸，产生红棕色气体 （2分）

【解析】

试题分析：（1）试管A中Cu与浓硝酸反应，反应的离子方程式是：Cu＋4H＋＋2NO3－===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；根据实验装置图，仪器C的名称为干燥管。

（2）因为NO2能与H2O反应，所以在A、B之间应增加一个除去NO2中混有的水蒸气的装置；红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃，则NO2被Na2O2氧化，所以化学方程式为：Na2O2＋2NO2===2NaNO3

（3）①反应前，装置内含有空气，所以打开弹簧夹，通入一段时间N2，可把装置中的空气排出。

②实验装置B中NO2通入水中，NO2与H2O反应生成稀硝酸和无色气体NO，铜片与稀硝酸反应生成蓝色Cu(NO3)2、NO和H2O，所以答案为ac。

③装置C、E的作用是吸收水分，无水氯化钙、碱石灰、生石灰都具有吸水性，无水硫酸铜常用于水的检验，吸水性较差，故答案为a。

④氧化剂为MnO4‾，Mn元素由+7价降低为+2价，还原剂为NO，N元素由+2价升高到+3价，根据化合价升高总价数等于降低总价数可得：5n（MnO4‾）=3n（NO），则n（MnO4‾）：n（NO）=3:5。

⑤NO与Na2O2反应生成NaNO2，D装置中产物为NaNO2，根据反应：2NaNO2+2HCl==2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O进行检验，所以检验方法是：取D装置中产物少许，加入稀盐酸，产生红棕色气体，则产物是NaNO2。

考点：本题考查实验方案的设计与评价、基本操作与基本仪器、方程式的书写。