题目内容

11.用下列装置制备、收集二氧化氮气体,并探究其性质.

(1)装置A中的分液漏斗中盛装的液体是浓硝酸,烧瓶中预先加入的是铜屑,铁的价格比铜的价格低,此处用铜不用铁的原因是常温下,Fe在浓硝酸中发生钝化,阻止反应进一步发生,无法制取NO2.
(2)干燥管B、D中盛装的干燥剂可以是浓硫酸、五氧化二磷(选填“浓硫酸”“无水氯化钙”“五氧化二磷”“碱石灰”),干燥管D中干燥剂的作用是防止E装置中的水蒸气进入集气瓶C中.
(3)装置E的作用是吸收尾气,吸收过程中发生反应的化学方程式如下,请将其补充完整.
2NaOH+2NO2═NaNO3+1NaNO2+1H2O.
(4)用上述装置收集到了NO气体,采用的收集装置是G(选填“F”或“G”).

分析 铜与浓硝酸在加热条件下生成二氧化氮,二氧化氮为酸性气体应选择酸性、中性干燥剂,依据干燥管中应放入固体干燥剂,据此选择合适的干燥剂,二氧化氮为有毒气体,直接排放容易引起空气污染,能够与氢氧化钠溶液发生反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,依据得失电子守恒、原子个数守恒书写方程式,一氧化氮难溶于水,密度与空气密度相差不大,且能够与氧气反应,据此选择合适的收集装置.

解答 解:(1)铜与浓硝酸在加热条件下生成二氧化氮,所以分液漏斗中盛放为浓硝酸;常温下浓硝酸遇到铁发生钝化形成致密氧化膜,阻止反应进行,所以用铜不选择铁制备二氧化氮;
故答案为:浓硝酸;常温下,Fe在浓硝酸中发生钝化,阻止反应进一步发生,无法制取NO2;
(2)二氧化氮是酸性气体,不能用碱性干燥剂,所以不能选碱石灰,干燥管B、D中只能盛装固体干燥剂,所以不能选浓硫酸,只能选无水氯化钙或五氧化二磷,E装置中的水蒸气可进入集气瓶C中,所以使用装置干燥管D,防止E装置中的水蒸气进入集气瓶C中,
故答案为:无水氯化钙或五氧化二磷;防止E装置中的水蒸气进入集气瓶C中;
(3)根据氧化还原反应的原理知:反应物NO2中氮元素的化合价是+4价,产物NaNO2中氮元素的化合价是+3价,所以N元素化合价最高的含氮化合物是NaNO3,结合同一化学反应方程式中各元素的原子守恒可知,该反应的方程式为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,
故答案为:2;2;NaNO3;1;1;
(4)一氧化氮难溶于水,密度与空气密度相差不大,且能够与氧气反应,只能选择排水法收集,
故答案为:G.

点评 本题考查了二氧化氮的制备,熟悉浓硝酸的强氧化性、二氧化氮、一氧化氮的性质是解题关键,题目难度不大.

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