题目内容

18．亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛．现用如图所示仪器（夹持装置已省略）及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及生成气体产物的成分．已知：
①NO+NO2+2OH-═2NO2-+2H2O
②气体液化的温度：NO2 21℃、NO-152℃

（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为（从左向右连接）：A→C→E→D→B；组装好仪器后，接下来进行的操作是检查装置气密性．
（2）关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70%的硫酸后，A中产生红棕色气体．
①确认A中产生气体含有NO，依据的现象是D中出现红棕色气体．
②装置E的作用是冷凝使NO2完全液化
（3）如果向D中通入过量O2，则装置B中发生反应的化学方程式为4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O．如果没有装置C，对实验结论造成的影响是水蒸气存在，会与NO2反应产生NO，影响NO的检验．
（4）通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式是2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O．
（5）工业生产中氮氧化物的排放会造成环境污染，可采用如下方法处理氮氧化物：
CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ•mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ•mol-1
则CH4将NO2还原为NO的热化学方程式为：CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ•mol-1．

分析 本题以NaNO2的化学性质为载体，探究亚硝酸钠和稀硫酸反应生成气体的成分，难点在于NO2的存在对NO的检验有干扰，故检验NO2后要排除NO2气体再检验NO，特别注意的是NO2能与反应生成NO，因此气体需要干燥，考虑到氮氧化物对环境有污染，还需要用NaOH溶液吸收进行尾气处理，据此分析解题；
（1）根据各部分装置的作用进行连接；
（2）根据一氧化氮和氧气反应生成红棕色二氧化氮气体判断，温度低于二氧化氮液化温度时，二氧化氮变成液态；
（3）氧气过量，进入B中可理解为先生成硝酸，硝酸再与氢氧化钠反应生成硝酸钠和水；
（4）根据反应物和生成物写出反应方程式；
（5）根据盖斯定律进行计算．

解答 解：（1）C吸收水蒸气，B尾气处理，防止污染空气，D检验NO，E冷却二氧化氮，利用D检验NO，所以装置的连接为A→C→E→D→B，组装好仪器后，接下来进行的操作实验是检查装置气密性；
故答案为：E；D；B； 检查装置气密性；
（2）①D中无色气体变成红色，说明含有NO气体，故答案为：D中出现红棕色气体；
②二氧化氮的液化温度是21℃，低于此温度时，二氧化氮气体变成液态，故答案为：冷凝使NO2完全液化；    
（3）如果向D中通入过量O2，则装置B中二氧化氮、氧气和氢氧化钠反应生成硝酸钠和水，其反应方程式为：4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O，如果没有装置C，二氧化氮和水反应生成一氧化氮，造成干扰，
故答案为：4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O；水蒸气存在，会与NO2反应产生NO，影响NO的检验；
（4）通过以上分析知，该反应中生成二氧化氮、一氧化氮，同时还有硫酸钠、水生成，所以反应方程式为2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O，
故答案为：2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O；
（5）已知：①CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ•mol-1
②2CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ•mol-1
则CH4将NO2还原为NO的反应CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）可以是①×2-②得到，所以△H=2×（-867kJ•mol-1）+1160kJ•mol-1=-574kJ•mol-1，
故答案为：CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ•mol-1．

点评 本题考查了实验方案设计、物质的检验、盖斯定律，明确物质的性质是解本题关键，根据实验现象确定物质的性质，注意仪器的连接顺序，为易错点，题目难度中等．

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