Question

二氧化氮（NO₂)是一種具有高度活性的氣態(tài)物質(zhì)，NO₂與Na₂O₂均具有較強的氧化性，某研究性學(xué)習(xí)小組對二者能否發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行探究。

【實驗】

下列關(guān)于實驗室制備NO₂的說法正確的是_______

a．實驗室常用銅和濃硝酸反應(yīng)制取二氧化氮

b．二氧化氮常用向下排空氣法收集

c．二氧化氮易溶于水，尾氣可用水吸收.

d．用注射器收集的二氧化氮，壓縮后顏色變淺

e．實驗后容器中殘留液需用堿液處理

【提出假設(shè)】

假設(shè)一：NO₂與Na₂O₂二者不反應(yīng)；

假設(shè)二：NO₂能被Na₂O₂氧化；

假設(shè)三：                            

【查閱文獻(xiàn)】

NO₂在反應(yīng)中能生成HNO₃和HNO₂；HNO₂旣有氧化性，又有還原性，能被強氧化劑如KMnO₄氧化。

【設(shè)計實驗】

(1)實驗時，將NO₂氣體通入盛有Na₂O₂的玻璃管中，淡黃色粉末完全變成白色，說明假設(shè)    不成立。

(2)若假設(shè)二成立，反應(yīng)的化學(xué)方程式是               。

(3)為驗證假設(shè)二是否成立，該小組同學(xué)做了如下定性實驗研究，請完成下表內(nèi)容。

實驗步驟 （不要求寫具體操作過程，儀器任選）	預(yù)期的實驗現(xiàn)象及結(jié)論
取適量的白色固體置于試管中，…………

 

【定量分析】

若實驗前該小組同學(xué)用托盤天平稱量過氧化鈉的質(zhì)量為3.9g，充分反應(yīng)后白色固體質(zhì)量為8.4g，該小組同學(xué)得出假設(shè)2不成立的結(jié)論。你是否同意他們的結(jié)論，并簡述理由：               

 

Answer 1

【答案】

（共13分）

【實驗】a e（2分）  

【提出假設(shè)】假設(shè)三：NO₂能被Na₂O₂還原（2分）

【設(shè)計實驗】 （1）一（1分）

（2）2NO₂ + Na₂O₂ = 2NaNO₃（2分，不配平不得分）

（3）（4分）

實驗步驟（不要求寫具體操作過程）	預(yù)期的實驗現(xiàn)象及結(jié)論
取適量的白色固體置于試管中，加蒸餾水溶解，再滴加稀硫酸酸化，最后滴加高錳酸鉀溶液。	若高錳酸鉀溶液不褪色，則假設(shè)2成立；若高錳酸鉀溶液褪色，則假設(shè)2不成立。（其他合理答案也可）

 

（4）（2分）不同意。若3.9 g過氧化鈉全部氧化二氧化氮，生成NaNO₃的質(zhì)量應(yīng)該為8.5 g，而現(xiàn)在測量的質(zhì)量為8.4 g，質(zhì)量相差不大，在托盤天平稱量的誤差范圍之內(nèi)，這完全有可能為實驗誤差引起。

（同意。若3.9 g過氧化鈉全部氧化二氧化氮，生成的NaNO₃的質(zhì)量應(yīng)該為8.5 g，而現(xiàn)在測量的質(zhì)量為8.4 g＜8.5 g。注：本題為開放性答案，其它合理答案也可）

【解析】

試題分析：

【實驗】考查NO₂的制備，a、Cu+4HNO₃(濃)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O，正確；b、NO₂能與水發(fā)生反應(yīng)，故不能使用排水法收集，錯誤；c、溶于水后生成NO，同樣是污染，錯誤；d、壓縮后雖有部分轉(zhuǎn)化為N₂O₄，但NO₂的濃度增大，顏色加深，錯誤；e、殘液為酸性，故用堿處理，正確。

【提出假設(shè)】根據(jù)情況，不反應(yīng)、反應(yīng)被氧化，另外為反應(yīng)被還原；

【設(shè)計實驗】

（1）用淡黃色變?yōu)榘咨�，說明過氧化鈉反應(yīng)，假設(shè)一錯誤

（2）假設(shè)二成立，NO₂被Na₂O₂氧化，即氮的化合價升高從+4到+5，O從-1到-2，然后配平即得到答案。

（3）關(guān)鍵是對產(chǎn)物的檢驗，硝酸根的檢驗方法。

考點：以探究實驗為基礎(chǔ)，考查氧化還原反應(yīng)、元素及化合物、實驗基本方法、物質(zhì)的檢驗等相關(guān)知 識。