Question

【題目】治理氮氧化物(NOx)的污染是化學(xué)研究的重要課題之一。

I．NO能被灼熱的鐵粉還原為N2，同時(shí)生成FeO，利用下列裝置模擬該反應(yīng)。

已知：①濃硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能與NO2反應(yīng)，不與NO反應(yīng)。

（1）上述裝置接口的連接順序?yàn)閍→__________（按氣流方向，用小寫(xiě)字母表示）。

（2）裝置D的作用是___________________。

（3）裝置E中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。

（4）打開(kāi)分液漏斗活塞，燒瓶中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有_____________________。

II．實(shí)驗(yàn)室常用NaOH溶液吸收多余的氮氧化物(NOx)：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證產(chǎn)物NaNO2既有氧化性又有還原性。

限選試劑：稀硫酸、KI-淀粉溶液、雙氧水、酸性KMnO4溶液

（5）取適量NaNO2溶液，加入_____________，觀察到_____________現(xiàn)象，證明其具有氧化性。

（6）參照（5），設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明NaNO2有還原性________________。

Answer 1

【答案】 f→e→j→i→h→g（或g→h）→b→c→d 除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體 2NO＋2Fe2FeO＋N2 反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，銅片表面出現(xiàn)無(wú)色氣泡，銅片逐漸變小；燒瓶上部空間由無(wú)色逐漸變?yōu)闇\紅棕色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行又逐漸變?yōu)闊o(wú)色；燒瓶中溶液由無(wú)色變?yōu)闇\藍(lán)色。 KI淀粉溶液、稀硫酸 溶液變藍(lán) 取適量NaNO2溶液，滴加少許酸性KMnO4溶液，觀察到溶液褪色，證明其具有還原性。

【解析】I．(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理利用NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時(shí)生成FeO，所以首先應(yīng)制備純凈的干燥的NO，利用銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO，由于硝酸具有揮發(fā)性，所以制得的NO中會(huì)混有硝酸和水蒸氣氣體，則先通過(guò)裝置D除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體，然后再通過(guò)F干燥，得到純凈的干燥的NO進(jìn)入E中與鐵粉反應(yīng)，最后處理多余的NO，又因?yàn)镹aOH溶液不與NO反應(yīng)，而濃硝酸可氧化NO生成NO2，所以最終先通過(guò)B氧化NO，后再通過(guò)C吸收。根據(jù)以上分析，先制備NO→除硝酸氣體→除水蒸氣→氧化鐵粉→氧化多余的NO→NaOH溶液吸收，所以上述裝置接口的連接順序?yàn)閍→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，故答案為：f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d；

(2)裝置D的作用是除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體，故答案為：除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體；

(3)裝置E中NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時(shí)生成FeO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO+2Fe2FeO+N2，故答案為：2NO+2Fe2FeO+N2；

(4)打開(kāi)分液漏斗活塞，銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO，由于液面上方有空氣，所以開(kāi)始生成的NO遇空氣就會(huì)變成淺紅棕色NO2，而后來(lái)空氣排凈，又逐漸變?yōu)闊o(wú)色，燒瓶中溶液生成銅離子由無(wú)色變?yōu)闇\藍(lán)色，所以燒瓶中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，銅片表面出現(xiàn)無(wú)色氣泡，銅片逐漸變小；燒瓶上部空間由無(wú)色逐漸變?yōu)闇\紅棕色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行又逐漸變?yōu)闊o(wú)色；燒瓶中溶液由無(wú)色變?yōu)闇\藍(lán)色，

故答案為：反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，銅片表面出現(xiàn)無(wú)色氣泡，銅片逐漸變小，燒瓶上部空間由無(wú)色逐漸變?yōu)闇\紅棕色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行又逐漸變?yōu)闊o(wú)色；燒瓶中溶液由無(wú)色變?yōu)闇\藍(lán)色；

II．(5)說(shuō)明 NO2-有氧化性，則N元素的化合價(jià)降低，在酸性條件下，與還原劑KI反應(yīng)，所以選擇的試劑為KI-淀粉溶液、稀硫酸，觀察到溶液變藍(lán)現(xiàn)象，證明其具有氧化性，故答案為：KI-淀粉溶液、稀硫酸；溶液變藍(lán)；

(6)說(shuō)明 NO2-有還原性，則N元素的化合價(jià)升高，與氧化劑KMnO4反應(yīng)，驗(yàn)證方法為：取適量NaNO2溶液，滴加少許酸性KMnO4溶液，觀察到溶液褪色，證明其具有還原性，故答案為：取適量NaNO2溶液，滴加少許酸性KMnO4溶液，觀察到溶液褪色，證明其具有還原性。