Question

6．某些资料认为NO、NO₂不能与Na₂O₂反应．某小组学生提出质疑，他们从理论上分析过氧化钠和二氧化氮都有氧化性，根据化合价升降原则提出假设：
假设Ⅰ．过氧化钠氧化二氧化氮               
假设Ⅱ．二氧化氮氧化过氧化钠
（1）小组甲同学设计实验如图1所示：
①试管A中反应的化学方程式是Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
②待试管B中收集满气体，向试管B中加入适量Na₂O₂粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将余烬木条迅速伸进试管内，看见木条复燃．甲同学认为假设Ⅱ正确；乙同学认为该装置不能达到实验目的，为达到实验目的，在A、B之间增加一个装置，该装置的作用是除去生成NO₂气体中混有的水蒸气．
③乙同学用改进后装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；余烬木条未复燃．得出结论：假设Ⅰ正确．NO₂和Na₂O₂反应的方程式是Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃．
（2）丙同学认为NO易与O₂发生反应，应更易被Na₂O₂氧化．
查阅资料：
①2NO+Na₂O₂═2NaNO₂
②6NaNO₂+3H₂SO₄═3Na₂SO₄+2HNO₃+4NO↑+2H₂O；
③酸性条件下，NO或NO2-都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn²⁺
丙同学用如图2所示装置（部分夹持装置略）探究NO与Na₂O₂的反应．
①在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N₂，目的是将装置中的空气排出．
②充分反应后，取D装置中产物少许，加入稀盐酸，若观察到产生无色气体，遇到空气变为红棕色现象，则产物是亚硝酸钠．
③F装置的作用是吸收未反应的NO，该装置中发生反应的离子方程式为5NO+4H⁺+3MnO₄^-═5NO₃^-+3Mn²⁺+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水；
②Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮中含有水蒸气；
③若过氧化钠氧化二氧化氮，则生成硝酸钠，依据氧化还原反应元素化合价变化配平书写发生反应的化学方程式；
（2）①空气中的氧气能氧化NO，实验时要排尽装置中的空气；
②亚硝酸钠中加盐酸会生成NO，NO遇到空气中的氧气会变为红棕色；
③未反应的NO会污染环境，用高锰酸钾溶液吸收，将NO氧化成硝酸根离子．

解答 解：（1）①Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，其反应的化学方程式为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
故答案为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
②Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮中含有水蒸气，水蒸气能与过氧化钠反应生成氧气，所以要在A、B之间增加一个装置干燥装置，除去生成NO₂气体中混有的水蒸气；
故答案为：除去生成NO₂气体中混有的水蒸气；
③若过氧化钠氧化二氧化氮，则生成硝酸钠，其反应的化学方程式为：Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃；
故答案为：Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃；
（2）①空气中的氧气能氧化NO，实验时要排尽装置中的空气，所以在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N₂，目的是：将装置中的空气排出；
故答案为：将装置中的空气排出；
②亚硝酸钠中加盐酸会生成NO，NO遇到空气中的氧气会变为红棕色，则检验D装置中物质的方法为：取D装置中产物少许，加入稀盐酸，若产生无色气体，遇到空气变为红棕色，产物是亚硝酸钠，反之为硝酸钠；
故答案为：产生无色气体，遇到空气变为红棕色；
③未反应的NO会污染环境，用高锰酸钾溶液吸收，将NO氧化成硝酸根离子，反应的离子方程式为5NO+4H⁺+3MnO₄^-═5NO₃^-+3 Mn²⁺+2H₂O，
故答案为：吸收未反应的NO；5NO+4H⁺+3MnO₄^-═5NO₃^-+3 Mn²⁺+2H₂O．

点评 本题考查了实验过程分析，物质性质的实验探究，明确物质性质和实验操作的目的和实验步骤分析是解题关键，题目难度中等．