题目内容
(2012?海淀区一模)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
任务1:利用图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反应的化学方程式是
(2)若NO2能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象.该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:
①NH3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
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是
任务2:探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应.
(5)实验前,该小组同学提出三种假设.
假设1:二者不反应;
假设2:NO2能被Na2O2氧化;
假设3:
(6)为了验证假设2,该小组同学选用任务1中的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.
①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)
②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
已知:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
任务1:利用图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反应的化学方程式是
Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
.(2)若NO2能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是
C装置中混合气体颜色变浅
C装置中混合气体颜色变浅
.(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象.该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:
①NH3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
在此条件下,该反应的化学反应速率极慢
在此条件下,该反应的化学反应速率极慢
.(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是
缺少尾气吸收装置
缺少尾气吸收装置
.任务2:探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应.
(5)实验前,该小组同学提出三种假设.
假设1:二者不反应;
假设2:NO2能被Na2O2氧化;
假设3:
NO2能被Na2O2还原
NO2能被Na2O2还原
.(6)为了验证假设2,该小组同学选用任务1中的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.
①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)
EDBDF或EDBF
EDBDF或EDBF
.②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
2NO2+Na2O2═2NaNO3
2NO2+Na2O2═2NaNO3
.分析:(1)浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水;
(2)若NO2能够被NH3还原,则混合气体的颜色将变浅;
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象,说明二氧化氮反应的量很少,可能是反应速率降低,或者二氧化氮的转化率较低;
(4)有毒气体不能直接排空;
(5)NO2能被Na2O2还原;
(6)①验证假设2,首先要制取二氧化氮,因为水能和过氧化钠反应,所以要除去水的干扰,使二氧化氮气体通过过氧化钠,最后要进行尾气处理;
②过氧化钠变成白色固体且为纯净物,根据氧化还原反应中元素化合价的变化确定生成物.
(2)若NO2能够被NH3还原,则混合气体的颜色将变浅;
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象,说明二氧化氮反应的量很少,可能是反应速率降低,或者二氧化氮的转化率较低;
(4)有毒气体不能直接排空;
(5)NO2能被Na2O2还原;
(6)①验证假设2,首先要制取二氧化氮,因为水能和过氧化钠反应,所以要除去水的干扰,使二氧化氮气体通过过氧化钠,最后要进行尾气处理;
②过氧化钠变成白色固体且为纯净物,根据氧化还原反应中元素化合价的变化确定生成物.
解答:解:(1)浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应方程式为:Cu+4HNO3 (浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,故答案为:Cu+4HNO3 (浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
(2)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,
故答案为:C装置中混合气体颜色变浅;
(3)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NO2的转化率极低导致反应现象变化不明显,
故答案为:在此条件下,该反应的化学反应速率极慢;
(4)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,
故答案为:缺少尾气吸收装置;
(5)NO2能被Na2O2还原,故答案为:NO2能被Na2O2还原;
(6)①验证假设2,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F装置处理尾气,所以装置的合理连接顺序是EDBDF或EDBF,
故答案为:EDBDF或EDBF;
②B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,反应方程式为2NO2+Na2O2═2NaNO3,故答案为2NO2+Na2O2═2NaNO3.
(2)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,
故答案为:C装置中混合气体颜色变浅;
(3)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NO2的转化率极低导致反应现象变化不明显,
故答案为:在此条件下,该反应的化学反应速率极慢;
(4)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,
故答案为:缺少尾气吸收装置;
(5)NO2能被Na2O2还原,故答案为:NO2能被Na2O2还原;
(6)①验证假设2,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F装置处理尾气,所以装置的合理连接顺序是EDBDF或EDBF,
故答案为:EDBDF或EDBF;
②B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,反应方程式为2NO2+Na2O2═2NaNO3,故答案为2NO2+Na2O2═2NaNO3.
点评:本题考查了探究二氧化氮性质的实验,根据元素的化合价来预测物质具有的性质,然后根据实验现象判断物质具有的性质,难度较大.
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