Question

18．研究性學習小組的同學設計實驗探究過氧化鈉與氮氧化物的反應．
査閱資料知：
①2NO+Na₂O₂═2NaNO₂
②6NaNO₂+3H₂SO₄═3Na₂SO₄+2HNO₃+4NO↑+2H₂O
③酸性條件下，NO和NO₂均能與MnO₄^-反應生成NO₃^-和Mn²⁺
（1）探究Na₂O₂和NO₂的反應
①提出假設
假設Ⅰ．NO₂氧化Na₂O₂；反應生成一種鹽和一種氣體單質．
假設Ⅱ．過氧化鈉氧化NO₂，反應只生成一種鹽．
②設計實驗
甲同學設計實驗如圖1：
試管B中收集滿氣體后，向其中加入適量Na₂O₂粉末，塞緊塞子輕輕振蕩試管，觀察到紅棕色氣體迅速消失；再將帶火星的木條迅速伸進試管內，木條復燃．乙同學認為該裝置不能達到實驗目的，理由是NO₂氣體中混有水蒸氣，它能與過氧化鈉反應產生氧氣，使帶火里的木條復燃．
乙同學用改進后的裝置，重復了甲同學的實驗操作，觀察到紅棕色氣體迅速消失；帶火星的木條為復燃．

③實驗結論
假設Ⅱ正確，NO₂和Na₂O₂反應的化學方程式是2NO₂+Na₂O₂?2NaNO₃．
（2）丙同學用圖2所示裝置探究Na₂O₂和NO的反應
①按照氣流方向，裝置的連接順序為A、D、B、C、E（填字母）．
②裝置D中盛放的藥品是c（填序號）．
a．濃硫酸      b．飽和NaHCO₃溶液      c．水     d．四氯化碳
③反應開始前通入N₂的作用是；反應結束后再通入N₂的目的是排盡裝置中的空氣；排盡裝置中的氮氧化物．
④裝置E中試管內發(fā)生反應的離子方程式為NO+3MnO₄^-+4H⁺=3Mn²⁺+5NO₃^-+2H₂O．
⑤．設計實驗，證明裝置C中有NaNO₂生成．

Answer 1

分析 （1）①假設I：NO₂氧化Na₂O₂；則Na₂O₂中氧元素化合價升高生成氧氣，NO₂中氮元素化合價降低生成鹽，有反應生成一種鹽和一種氣體單質，假設Ⅱ：反應只生成一種鹽，說明氮元素化合價升高，Na₂O₂中氧元素化合價降低，則該假設為過氧化鈉氧化NO₂；
②過氧化鈉與水蒸氣反應生成氧氣；
③假設II正確，根據化合價升降變化和質量守恒書寫可得；
（2）①裝置A中是濃硝酸和銅發(fā)生的反應，反應生成二氧化氮和水，裝置D中將A裝置生成的二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，通過裝置B干燥生成的一氧化氮，在裝置C中與過氧化鈉反應，最后通過酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮防止污染空氣；
②二氧化氮與水反應可轉化為一氧化氮；
③反應前通入氮氣排除裝置中的空氣，反應后通氮氣為排盡裝置內的氮氧化物；
④裝置E中試管內為NO與高錳酸根離子反應生成錳離子和硝酸根離子；
⑤根據題意，亞硝酸鈉與稀硫酸反應生成NO氣體，NO遇氧氣生成紅棕色氣體二氧化氮，據此分析．

解答 解：（1）①假設Ⅱ：反應只生成一種鹽，說明氮元素化合價升高，Na₂O₂中氧元素化合價降低，則該假設為過氧化鈉氧化NO₂；
故答案為：過氧化鈉氧化NO₂；
②A裝置制備的NO₂氣體中混有水蒸氣，它能與過氧化鈉反應產生氧氣，使帶火里的木條復燃，所以該裝置不能證明氧氣是否為二氧化氮與過氧化鈉反應所得；
故答案為：NO₂氣體中混有水蒸氣，它能與過氧化鈉反應產生氧氣，使帶火里的木條復燃；
③假設II正確，說明氮元素化合價升高，Na₂O₂中氧元素化合價降低，則該假設為過氧化鈉氧化NO₂，生成硝酸鈉，反應為：2NO₂+Na₂O₂?2NaNO₃；
故答案為：2NO₂+Na₂O₂?2NaNO₃；
（2）①裝置A中是濃硝酸和銅發(fā)生的反應，反應生成二氧化氮和水，裝置D中將A裝置生成的二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，通過裝置B干燥生成的一氧化氮，在裝置C中與過氧化鈉反應，最后通過酸性高錳酸鉀溶液除去剩余一氧化氮防止污染空氣，故連接順序為：A、D、B、C、E；
故答案為：A、D、B、C、E；
 ②裝置D的作用是將二氧化氮轉化為一氧化氮，二氧化氮與水反應可得一氧化氮；
故答案為：c；
③NO易被氧化，故反應前通入氮氣排除裝置中的空氣，反應后通氮氣為排盡裝置內的氮氧化物，防止污染空氣；
故答案為：排盡裝置中的空氣；排盡裝置中的氮氧化物；
④裝置E中試管內為NO與高錳酸根離子反應生成錳離子和硝酸根離子，離子反應為：NO+3MnO₄^-+4H⁺=3Mn²⁺+5NO₃^-+2H₂O；
故答案為：NO+3MnO₄^-+4H⁺=3Mn²⁺+5NO₃^-+2H₂O；
⑤根據題意信息：6NaNO₂+3H₂SO₄═3Na₂SO₄+2HNO₃+4NO↑+2H₂O，NO遇空氣生成紅棕色的二氧化氮，故方法為：取少量C中的固體于試管中，加入稀硫酸，產生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，證明產物是亞硝酸鈉；
故答案為：取C裝置中產物少許于試管中，加入稀硫酸，開始產生無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，證明產物是亞硝酸鈉．

點評 本題考查了物質制備實驗方案的設計和信息判斷，物質性質的理解應用，注意實驗過程中的反應現(xiàn)象分析，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．