Question

某小组对碳与浓硝酸的反应进行探究。已知：2NaOH+2NO₂＝NaNO₃+NaNO₂+H₂O，2NaOH+NO₂+NO＝2NaNO₂+H₂O。请回答下列问题：

I.甲同学设计如图所示装置制备并收集NO。

(1)碳与浓硝酸反应的化学方程式为___________。

(2)装置C的作用为__________。

(3)乙同学认为用装置F代替B更合理，理由为_______。

II.探究NO与Na₂O₂反应。

已知：NaNO₂既有氧化性，又有还原性；J处硬质玻璃管中制得的NaNO₂中含有少量NaNO₃。

(4)检验上图装置气密性的方法为_________。

(5)实验结束后，设计实验证明J处硬质玻璃管中有NaNO₂生成__________。(可供选择的试剂：蒸馏水、KI-淀粉溶液、KMnO₄溶液、NaOH溶液、BaCl₂溶液、稀硫酸)

Answer

C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O 除去反应生成的CO2 装置F可以起到防倒吸的作用 关闭K，由长颈漏斗向广口瓶中加水至长颈漏斗中的液面高于广口瓶，一段时间后液面差不变则气密性良好 取少量反应后的固体溶于蒸馏水，滴几滴经稀硫酸酸化的KMnO4溶液，溶液褪色则证明有NaNO2 生成

【解析】

根据题意结合图可知，I.制备并收集NO：浓HNO3和碳共热生成NO2和CO2，经与水反应NO2变成NO，再经NaOH除去CO2，用排水集气法收集；II.探究NO与Na2O2反应：NO经干燥后与Na2O2共热反应，用酸性高锰酸钾溶液检验NaNO2。可在此基础上解各小题。

I. (1)碳与浓硝酸反应生成CO2、NO2和H2O，化学方程式为C+4HNO3(浓) 4NO2↑+CO2↑+2H2O，故答案为：C+4HNO3(浓) 4NO2↑+CO2↑+2H2O

(2)碳与浓硝酸反应生成的CO2、NO2通入B装置的水中，NO2与水反应生成HNO3和NO，再将混合气体通入装置C的NaOH溶液中，可以除去NO中混有的CO2，故答案为：除去反应生成的CO2；

(3)将碳与浓硝酸反应生成CO2、NO2通入B装置的水中，因NO2与水反应生成HNO3和NO，造成气体减少、压强减小，从而产生倒吸，若将混合气体通入CCl4中，则不会产生倒吸，故答案为：装置F可以起到防倒吸的作用；

II. (4) 检验装置的气密性需先形成密闭体系，正确的方法是：关闭装置后端开关K，由长颈漏斗向广口瓶中加水至长颈漏斗中的液面高于广口瓶，一段时间后液面的高度差不变，则气密性良好，故答案为：关闭K，由长颈漏斗向广口瓶中加水至长颈漏斗中的液面高于广口瓶，一段时间后液面差不变则气密性良好；

(5) J处硬质玻璃管中制得的NaNO2中含有少量NaNO3，因NaNO3在酸性条件下也具有强氧化性，所以不能使用还原性的试剂如KI－淀粉溶液检验，可根据NaNO2具有还原性而NaNO3没有还原性，取少量反应后的固体溶于蒸馏水，滴几滴经稀硫酸酸化的KMnO4溶液，若溶液褪色则有NaNO2 生成，故答案为：取少量反应后的固体溶于蒸馏水，滴几滴经稀硫酸酸化的KMnO4溶液，溶液褪色则有NaNO2 生成