Question

9．Na₂O₂是強氧化劑，也是航天航空、水下作業(yè)的供氧劑．
（1）Na₂O₂作供氧劑時，主要與人呼出的CO₂反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用雙線橋標明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
（2）航空和水下作業(yè)有時也會產(chǎn)生污染性氣體，某學(xué)習(xí)小組欲探究Na₂o₂能否完全吸收氮氧化物、硫氧化物等污染性氣體，設(shè)計了如下裝置（未畫完）：

【資料信息】①酸性條件下，NO和NO₂都能與MnO₄^-（H^+）反應(yīng)生成NO₃^-和Mn²⁺
②稀硝酸與Cu反應(yīng)緩慢   ③2NO+Na₂O₂=2NaNO₂
請在答題卷方框內(nèi)補充完整裝置示意圖，并做必要標注．補充裝置的作用是檢驗污染氣體是否完全被Na₂O₂吸收，同時可防止污染氣體排放到空氣中．
（3）該學(xué)習(xí)小組中甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計實驗如下，完成表中空格（乙和丙同學(xué)對裝置和試劑上進行了優(yōu)化）：

實驗學(xué)生	實驗操作	現(xiàn)象與結(jié)論
甲	滴入濃硝酸前，需先打開彈簧夾，通入一段時間N2，目的是將裝置中的空氣排出．關(guān)閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞，加入適量濃硝酸后關(guān)閉活塞．	酸性高錳酸鉀溶液不褪色，說明Na2O2能完全吸收NO，
乙	去掉裝置B，直接將A、C裝置相連．打開分液漏斗活塞，加入適量濃硝酸后關(guān)閉活塞．	與甲同學(xué)現(xiàn)象相似，說明Na2O2能完全吸收NO2
丙	在乙同學(xué)裝置的基礎(chǔ)上，將A裝置中濃硝酸換成濃硫酸，并進行加熱，（或?qū)⒎忠郝┒分械脑噭�換為濃硫酸，將銅換為亞硫酸鈉粉末），打開分液漏斗活塞，加入適量試劑后關(guān)閉活塞．	與甲同學(xué)現(xiàn)象相似，說明Na2O2能完全吸收NO2

寫出乙同學(xué)實驗中D裝置發(fā)生的化學(xué)方程式2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃．

Answer 1

分析 （1）Na₂O₂中O元素化合價為-1價，在反應(yīng)2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂中，只有O元素化合價發(fā)生變化，O元素化合價分別由-1價降低到-2價、升高到0價，反應(yīng)中Na₂O₂既是氧化劑又是還原劑，O₂為氧化產(chǎn)物，Na₂CO₃為還原產(chǎn)物，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2e^-；
（2）探究Na₂o₂能否完全吸收氮氧化物、硫氧化物等污染性氣體，A裝置：銅和濃硝酸反應(yīng)，和稀硝酸反應(yīng)，由于一氧化氮在空氣中容易被氧化為二氧化氮，故需先通入氮氣，將裝置中的空氣排出，B裝置：銅和、稀硝酸反應(yīng)，C干燥一氧化氮，D裝置：NO與Na₂O₂反應(yīng)，需補充的裝置應(yīng)為檢驗氮氧化物是否被反應(yīng)完全的裝置，同時可防止污染氣體排放到空氣中；
（3）甲：一氧化氮在空氣中容易被氧化為二氧化氮，需排出裝置中的空氣，乙：去掉裝置B，直接將A、C裝置相連，丙，銅和濃硫酸反應(yīng)可制取二氧化硫，或濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫，乙同學(xué)實驗中D裝置發(fā)生的反應(yīng)可根據(jù)2NO+Na₂O₂=2NaNO₂書寫．

解答 解：（1）在 2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂反應(yīng)中，只有Na₂O₂中O元素的化合價發(fā)生變化，分別由-1價變化為0價和-2價，用雙線橋法可表示為，
故答案為：；
（2）根據(jù)本次實驗的目的探究Na₂o₂能否完全吸收氮氧化物可知，方框中需補充的裝置應(yīng)為檢驗氮氧化物是否被反應(yīng)完全的裝置，根據(jù)所給的信息酸性條件下，NO和NO₂都能與MnO₄^-（H^+）反應(yīng)生成NO₃^-和Mn²⁺可知，一氧化氮、二氧化氮均可與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，使溶液褪色，故此處可添加盛有酸性高錳酸鉀的溶液的試管，將反應(yīng)后的尾氣通入其中，若溶液褪色則可知污染氣體未被過氧化鈉吸收，由于一氧化氮、二氧化氮均為污染性的氣體，該裝置在檢驗污染氣體是否被過氧化鈉吸收也能起到防止污染性氣體排放到空氣中的作用，補充的裝置為：，
故答案為：；
（3）甲：通入D裝置的氣體為一氧化氮，由于一氧化氮在空氣中容易被氧化為二氧化氮，故需先通入氮氣，將裝置中的空氣排出，一氧化氮可與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，使溶液褪色，若一氧化氮被過氧化鈉完全吸收，則無一氧化氮通入高錳酸鉀溶液中，溶液不褪色，
乙：根據(jù)該同學(xué)給出的結(jié)論可知通入D裝置的為二氧化氮，因此可將B裝置去掉，將A、C直接相連，D裝置中發(fā)生的反應(yīng)為過氧化鈉和二氧化氮的反應(yīng)，反應(yīng)方程式可參照2NO+Na₂O₂=2NaNO₂，乙同學(xué)實驗中D裝置發(fā)生2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃，
丙：結(jié)合實驗?zāi)康囊约吧鲜鰧嶒灴芍�，丙同學(xué)的實驗探究過氧化鈉能否完全吸收硫氧化物污染氣體，故可在乙同學(xué)裝置的基礎(chǔ)上將分液漏斗中的試劑改為濃硫酸，并進行加熱，（或?qū)⒎忠郝┒分械脑噭�換為濃硫酸，將銅換為亞硫酸鈉粉末），
故答案為：

實驗學(xué)生	實驗操作	現(xiàn)象與結(jié)論
甲	將裝置中的空氣排出	酸性高錳酸鉀溶液不褪色
乙	去掉裝置B，直接將A、C裝置相連
丙	將A裝置中濃硝酸換成濃硫酸，并進行加熱，（或?qū)⒎忠郝┒分械脑噭�換為濃硫酸，將銅換為亞硫酸鈉粉末）

2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃．

點評 本題考查氮氧化物、硫氧化物與過氧化鈉的探究實驗，掌握氮硫及其化合物的性質(zhì)、把握習(xí)題中的信息及知識遷移應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重學(xué)生綜合應(yīng)用能力及信息抽取和分析能力的考查，題目難度中等．