Question

某化学课外活动小组通过实验研究NO₂的性质。

已知：2NO₂＋2NaOH＝NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O

利用下图1所示装置探究NO₂能否被NH₃还原（K₁,K₂为止水夹．夹持固定装置略去）

 

(1)E装置中制取NO₂反应的离子方程式是             。

(2)该实验中制取氨气时若只用一种试剂，从下列物质中选取        。

a．NH₄HCO₃    b．NH₄Cl    c．浓氨水

(3)若NO₂能够被NH₃还原，预期观察到C装置中的现象是                        。

(4)实验过程中气密性良好，但未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学分析其原因可能是：

 ①；还原性较弱，不能将NO₂还原；②在此条件下，NO₂的转化率极低；

 ③                            。

(5)此实验装置存在一个明显的缺陷是                             。

(6)为了验证NO₂能被Na₂O₂氧化，该小组同学选用B、D、E装置，将B中的药品更换为Na₂O₂。另选F装置（如图2所示），重新组装，进行实验。装置的合理连接顺序是____。实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）Cu＋4H^＋＋2NO₃^－＝Cu^2＋＋2NO₂↑＋2H₂O（2分） （2）a（2分）

（3）C装置中混合气体颜色变浅（其它合理答案酌情给分）（2分）

（4）在此条件下，该反应的化学反应速率极慢（未使用催化剂、未加热等答案合理即给分）（2分）

（5）缺少尾气吸收装置（2分）

（6）EDBF或FBDE（2分）；2NO₂+Na₂O₂＝2NaNO₃（2分）

【解析】

试题分析：（1）浓硝酸具有强氧化性，能和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的离子方程为Cu＋4H^＋＋2NO₃^－＝Cu^2＋＋2NO₂↑＋2H₂O。

（2）a、加热NH₄HCO₃时，碳酸氢铵分解生成氨气、水和二氧化碳，除去水和二氧化碳就可以得到氨气，故a正确；b、加热NH₄Cl时，氯化铵分解生成氨气和氯化氢，但温度降低后，氨气和氯化氢又反应生成氯化铵，所以得不到氨气，故b不正确；c、浓氨水是液体，试管中的药品是固体，所以不符合要求，故c不正确，答案选a。

（3）二氧化氮是红棕色气体，如果能被氨气还原，生成无色气体氮气，则C装置中混合气体颜色变浅。

（4）未能观察到C装置中的预期现象，这说明反应未能发生或发生的反应物很少，因此造成未能观察到C装置中的预期现象可能原因是：在此条件下，该反应的化学反应速率极慢或未使用催化剂或未加热或NO₂的转化率极低导致反应现象变化不明显。

（5）二氧化氮是有毒气体，氨气是有刺激性气味的气体，所以都不能直接排空，要进行尾气处理才能排空。

（6）验证过氧化钠和二氧化氮反应，首先要用E装置制取二氧化氮，因为制取的二氧化氮气体中含有水蒸气，水能和过氧化钠反应而造成干扰，所以要用D装置除去水蒸气，然后较纯净的二氧化氮通过B装置，未反应的二氧化氮有毒不能直接排空，所以最后要进行尾气处理，选用图2装置处理尾气，所以装置的合理连接顺序是EDBF或FBDE ；B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成，过氧化钠作氧化剂，则二氧化氮中氮元素失电子化合价升高而作还原剂，所以氮元素只能转化为+5价，且生成物是纯净物，所以是硝酸钠，因此反应的化学方程式为2NO₂+Na₂O₂＝2NaNO₃。

考点：考查硝酸与铜的反应；氨气制备；NO₂的性质；实验方案设计与评价；尾气处理以及氧化还原反应的有关判断和应用等