Question

(15分)某化学课外活动小组通过实验研究NO₂的性质：(已知：2NO₂＋2NaOH =  NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O)

任务1：利用下图所示装置探究NO₂能否被NH₃还原(K₁、K₂为止水夹，夹持固定装置略去)。

（1）E装置中制取NO₂反应的离子方程式是                                。

（2）若NO₂能够被NH₃还原，预期观察到C装置中的现象是                  。

（3）实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是：①NH₃还原性较弱，不能将NO₂还原；②在此条件下，NO₂的转化率极低；③               。

（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是                      。

任务2：探究NO₂能否与Na₂O₂发生氧化还原反应。

（5）实验前，该小组同学提出三种假设。

假设1：二者不反应；

假设2：NO₂能被Na₂O₂氧化；

假设3：                       。

（6）为了验证假设2，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换为Na₂O₂，另选F装置(如图所示)，重新组装，进行实验。

①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)                      。

②实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为                       。

Answer

(15分)

（1）Cu＋4H＋＋2NO3－ (浓) = Cu2＋＋ 2NO2↑＋ 2H2O

（2）C装置中混合气体颜色变浅

（3）在此条件下，该反应的化学反应速率极慢。

（4）缺少尾气吸收装置

（5）NO2能被Na2O2还原

（6） ① EDBDF或EDBF ② 2NO2＋Na2O2 = 2NaNO3

【解析】

试题分析：（1）E装置中制取NO2用的是铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2 和水，反应的离子方程式是Cu＋4H＋＋2NO3－ (浓) = Cu2＋＋ 2NO2↑＋ 2H2O。

（2）二氧化氮是红棕色气体，如果能被氨气还原，生成无色气体氮气，观察到的现象是C装置中混合气体颜色变浅。

（3）造成未能观察到C装置中的预期现象可能原因是：①NH3还原性较弱，不能将NO2还原；②在此条件下，NO2的转化率极低，导致反应现象变化不明显；③在此条件下，该反应的化学反应速率极慢，导致反应现象变化不明显。

（4）二氧化氮是有毒气体，氨气是有刺激性气味的气体，所以都不能直接排空，要进行尾气处理才能排空，所以此实验装置存在一个明显的缺陷是缺少尾气吸收装置。

（5）NO2中的N元素的化合价为＋4价，位于中间价态，既可被氧化，也可被还原，由假设可知还应有NO2能被Na2O2还原的假设。

（6）①验证假设2，首先要用E装置制取二氧化氮，因为制取的二氧化氮气体中含有水蒸气，水能和过氧化钠反应而造成干扰，所以要用D装置除去水蒸气，然后较纯净的二氧化氮通过B装置，未反应的二氧化氮有毒不能直接排空，最后要进行尾气处理，选用F装置处理尾气，所以装置的合理连接顺序是EDBDF或EDBF。

②B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色．经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成，过氧化钠作氧化剂，则二氧化氮中氮元素失电子化合价升高而作还原剂，所以氮元素只能转化为＋5价，且生成物是纯净物，所以是硝酸钠，反应方程式为2NO2＋Na2O2═2NaNO3。

考点：考查氮的化合物的性质，实验探究题的设计与评价。