Question

某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律，探究NO₂、NO与Na₂O₂反应的情况，提出假设并进行相关实验．

I．从理论上分析Na₂O₂和NO₂都既有氧化性又有还原性，于是提出如下假设：
假设1：Na₂O₂氧化NO₂；假设2：NO₂氧化Na₂O₂．
（1）甲同学设计如图1装置进行实验：
①试管A中反应的离子方程式是

 

．
②待试管B中充满红棕色气体，关闭旋塞a和b；取下试管B，向其中加入适量Na₂O₂粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃．
③仪器C兼有防倒吸的作用，仪器C的名称为

 

．
结论：甲同学认为假设2正确．
（2）乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在A、B之间应增加一个装置，该装置的作用是

 

．乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃，得出结论：假设正确．则NO₂和Na₂O₂反应的化学方程式是

 

．
II．该研究性学习小组同学还认为NO易与O₂发生反应，应该更易被Na₂O₂氧化．查阅资料：2NO+Na₂O₂═2NaNO₂；2NaNO₂+2HCl═2NaCl+NO₂↑+NO↑+H₂O：酸性条件下，NO能与MnO₄^-反应生成NO₃^-和Mn²⁺．
（3）丙同学用下图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

 

．
②B中观察到的主要现象的是

 

（填字母编号）．
a．铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色
b．有红棕色气泡产生
c．有无色气泡产生
③C、E中所盛装的试剂不能是

 

（填字母编号）．
a．无水硫酸铜    b．无水氯化钙    c．碱石灰    d．生石灰
④F中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为

 

．
⑤充分反应后，检验D装置中产物的方法是：取D装置中产物少许，

 

，则产物是NaNO₂．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：

分析：（1）①Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水；
③仪器C为干燥管；
（2）Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮中含有水蒸气；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；
（3）①空气中的氧气能氧化NO，实验时要排尽装置中的空气；
②二氧化氮与水反应生成稀硝酸，稀硝酸与Cu反应生成NO；
③无水硫酸铜只能检验水不能吸收水；
④F中为吸收一氧化氮的反应，其氧化剂为高锰酸根，还原剂为NO，根据得失电子守恒判断；
⑤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；

解答： 解：（1）①Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，其反应的离子方程式为：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
③仪器C为干燥管，故答案为：干燥管；
（2）Cu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；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：除去生成NO₂气体中混有的水蒸气；Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃；
（3）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在B装置中二氧化氮与水反应生成稀硝酸，稀硝酸与Cu反应生成NO，所以B中观察到的主要现象是：铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气泡产生；故选：ac；
③无水硫酸铜只能检验水不能吸收水，故选：a；
④F中为吸收一氧化氮的反应，其氧化剂为高锰酸根被还原生成二价锰离子降低5价，还原剂为NO被氧化成硝酸根升高3价，则根据得失电子守恒氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：5，故答案为：3：5；
⑤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；
故答案为：加入稀盐酸，产生红棕色气体．

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．