Question

【題目】一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常見的大氣污染物，然而它們在工業上有著廣泛的用途。

已知：①室溫下，2NO＋Na2O2=2NaNO2；②酸性條件下，NO或NO2－都能與MnO4—反應生成NO3－。

Ⅰ.以木炭、濃硝酸、水和銅為原料生成的一氧化氮與過氧化鈉反應制備亞硝酸鈉的裝置如下圖所示：

(1)A中反應的化學方程式_____________；

(2)裝置B中觀察到的主要現象______________；

(3)儀器D的名稱是___________________；

(4)A中滴入濃硝酸之前，應先通入N2一段時間，原因是____________；

(5)寫出NO被酸性KMnO4氧化的離子反應方程式______________；

(6)若無裝置D，則E中產物除NaNO2外，還有_______(填化學式)。

Ⅱ.某研究性學習小組對NO2與Na2O2能否發生反應進行探究。

步驟1：提出假設

假設一：NO2與Na2O2不反應；

假設二：NO2能被Na2O2氧化；

假設三：______________________________________________。

步驟2：設計實驗

(1)實驗時，將NO2氣體通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黃色粉末完全變成白色，說明假設________不成立。

(2)為驗證假設二是否成立，該小組同學進行如下定性實驗研究，請完成下表內容。

實驗步驟(不要求寫具體操作過程，試劑、儀器任選)	預期的實驗現象及結論
取適量的白色固體置于試管中，加蒸餾水溶解， ①__________________________________________	②___________________________

Answer 1

【答案】C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O 溶液變藍，銅片溶解，有無色氣體冒出 (球形)干燥管 排盡裝置中的空氣，防止對后續實驗有干擾 5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O Na2CO3（或Na2CO3、NaOH ） NO2能被Na2O2還原 一 再滴加稀硫酸酸化，最后滴加高錳酸鉀溶液 若高錳酸鉀溶液不褪色，則假設二成立 若高錳酸鉀溶液褪色，則假設二不成立(或再滴加稀硫酸酸化，最后加銅粉，若銅粉溶解且溶液變藍色，則假設二成立，若銅粉不溶解，則假設二不成立，其他合理答案也可)

【解析】

I.(1)裝置A中是濃硝酸和碳加熱發生反應，生成二氧化氮、二氧化碳和水，依據氧化還原反應電子守恒和原子守恒配平；

(2)裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，硝酸和銅反應生成硝酸銅，一氧化氮和水；

(3)依據儀器D的結構判斷其名稱；

(4)空氣中含有O2、二氧化碳和水蒸氣，會影響實驗結論的判斷；

(5)NO會被酸性高錳酸鉀溶液氧化為NO3-，高錳酸鉀被還原為Mn2+；

(6)一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸氣，二氧化碳和過氧化鈉發生的反應生成碳酸鈉和氧氣，水與過氧化鈉反應生成氫氧化鈉；

II.依據Na2O2中O元素的化合價及已知的二種假設，推斷假設三；

(1)依據Na2O2與通入的氣體在玻璃管中發生反應，淡黃色粉末完全變成白色說明假設一不成立；

(2)若假設二成立，反應產生了NO3-，NO3-無還原性，不能使酸性高錳酸鉀溶液溶液褪色。

(1)裝置A中是濃硝酸和碳加熱發生反應，生成二氧化氮、二氧化碳和水，反應的化學方程式為C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O；

(2)裝置B中是A裝置生成的二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，3NO2+H2O=2HNO3+NO，硝酸和銅反應生成硝酸銅，一氧化氮和水，所以反應現象為氣體變為無色，溶液變藍，銅片溶解，導管口有無色氣體冒出；

(3)儀器D的名稱是干燥管；

(4)A中滴入濃硝酸之前，應先通入N2一段時間，原因是由于裝置內有空氣，空氣中的氧氣、二氧化碳及水蒸氣會影響后續試驗，先通入N2一段時間，排盡裝置中的空氣，防止對后續實驗有干擾；

(5)NO具有還原性，會被酸性高錳酸鉀溶液溶液氧化為NO3-，反應的離子方程式為：5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O；

(6)裝置D中盛有堿石灰，堿石灰可以吸收CO2、水蒸氣，二氧化碳和過氧化鈉發生的反應生成碳酸鈉和氧氣，水與過氧化鈉反應生成氫氧化鈉，故C產物中除亞硝酸鈉外還含有副產物碳酸鈉和氫氧化鈉。

II.探究NO2與Na2O2能否發生反應，依據假設一：NO2與Na2O2不反應；假設二：NO2能被Na2O2氧化；假設三：NO2能被Na2O2還原

(1)實驗時，將NO2氣體通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黃色粉末完全變成白色，說明NO2氣體與Na2O2發生了化學反應，證明假設一不成立。

(2)假設二：NO2能被Na2O2氧化，則NO2被氧化變為NO3-，根據酸性條件下，NO或NO2-都能與MnO4-反應生成NO3-，可取適量的白色固體置于試管中，加蒸餾水溶解，然后向該溶液中滴加稀硫酸酸化，最后滴加高錳酸鉀溶液 若高錳酸鉀溶液不褪色，則假設二成立。