Question

治理氮氧化物(NO_x)的污染是化学研究的重要课题之一。

I．NO能被灼热的铁粉还原为N₂，同时生成FeO，利用下列装置模拟该反应。

已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能与NO₂反应，不与NO反应。

（1）上述装置接口的连接顺序为a→__________（按气流方向，用小写字母表示）。

（2）装置D的作用是___________________。

（3）装置E中反应的化学方程式为___________________。

（4）打开分液漏斗活塞，烧瓶中观察到的实验现象有_____________________。

II．实验室常用NaOH溶液吸收多余的氮氧化物(NO_x)：NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O。设计实验验证产物NaNO₂既有氧化性又有还原性。

限选试剂：稀硫酸、KI-淀粉溶液、双氧水、酸性KMnO₄溶液

（5）取适量NaNO₂溶液，加入_____________，观察到_____________现象，证明其具有氧化性。

（6）参照（5），设计实验证明NaNO₂有还原性________________。

Answer

f→e→j→i→h→g（或g→h）→b→c→d 除去挥发出的HNO3等酸性气体 2NO＋2Fe2FeO＋N2 反应开始时，铜片表面出现无色气泡，铜片逐渐变小；烧瓶上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随着反应的进行又逐渐变为无色；烧瓶中溶液由无色变为浅蓝色。 KI淀粉溶液、稀硫酸 溶液变蓝 取适量NaNO2溶液，滴加少许酸性KMnO4溶液，观察到溶液褪色，证明其具有还原性。

【解析】I．(1)根据实验原理利用NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，所以首先应制备纯净的干燥的NO，利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸和水蒸气气体，则先通过装置D除去挥发出的HNO3等酸性气体，然后再通过F干燥，得到纯净的干燥的NO进入E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，又因为NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以最终先通过B氧化NO，后再通过C吸收。根据以上分析，先制备NO→除硝酸气体→除水蒸气→氧化铁粉→氧化多余的NO→NaOH溶液吸收，所以上述装置接口的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，故答案为：f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d；

(2)装置D的作用是除去挥发出的HNO3等酸性气体，故答案为：除去挥发出的HNO3等酸性气体；

(3)装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO+2Fe2FeO+N2，故答案为：2NO+2Fe2FeO+N2；

(4)打开分液漏斗活塞，铜与稀硝酸反应生成NO，由于液面上方有空气，所以开始生成的NO遇空气就会变成浅红棕色NO2，而后来空气排净，又逐渐变为无色，烧瓶中溶液生成铜离子由无色变为浅蓝色，所以烧瓶中观察到的实验现象有反应开始时，铜片表面出现无色气泡，铜片逐渐变小；烧瓶上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随着反应的进行又逐渐变为无色；烧瓶中溶液由无色变为浅蓝色，

故答案为：反应开始时，铜片表面出现无色气泡，铜片逐渐变小，烧瓶上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随着反应的进行又逐渐变为无色；烧瓶中溶液由无色变为浅蓝色；

II．(5)说明 NO2-有氧化性，则N元素的化合价降低，在酸性条件下，与还原剂KI反应，所以选择的试剂为KI-淀粉溶液、稀硫酸，观察到溶液变蓝现象，证明其具有氧化性，故答案为：KI-淀粉溶液、稀硫酸；溶液变蓝；

(6)说明 NO2-有还原性，则N元素的化合价升高，与氧化剂KMnO4反应，验证方法为：取适量NaNO2溶液，滴加少许酸性KMnO4溶液，观察到溶液褪色，证明其具有还原性，故答案为：取适量NaNO2溶液，滴加少许酸性KMnO4溶液，观察到溶液褪色，证明其具有还原性。

点睛：本题考查了NO的制取、净化、性质和尾气处理以及氧化还原反应，试题较为综合，为高频考点，把握习题中的信息及注意NO尾气的吸收问题，试题侧重考查学生灵活应用基础知识的能力。