Question

在高一化學教材中，介紹了過氧化鈉與二氧化碳及水的反應：
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂         2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
然而，過氧化鈉與其他非金屬氧化物（如：NO、NO₂等）的反應能否發生呢？為此，某校化學興趣小組設計了以下實驗進行探究：
步驟一：NO、NO₂的制備
①本實驗所用的NO由飽和硫酸亞鐵溶液與濃硫酸和粉末狀硝酸鉀反應制備，在酸性環境中硝酸根離子被還原為NO，得到的NO的純度約為98%；
反應的化學方程式為：

 

②NO₂由硝酸鉛受熱分解得到：2Pb（NO₃）₂=2PbO+4NO₂↑+O₂↑使生成的氣體通過

 

（從以下選項中選擇最佳方案）可以使NO₂得以凈化．
A．裝有H₂O的洗氣瓶      B．置于冰水中的U形管（NO₂沸點21℃）
C．裝有濃硫酸的洗氣瓶    D．裝有Na₂SO₃溶液的洗氣瓶
步驟二：操作（如圖，b、c為彈簧夾）

①先打開b關閉c，通入

 

（從所給選項選出）5分鐘；目的是

 

A．空氣      B．O₂C．CO₂       D．N₂
②然后

 

，再分別從a處通入NO或NO₂2分鐘．
現象：當通入NO時，B中靠近A側淺黃色固體變成黃色，氣囊未見鼓起；當通入NO₂時，B中靠近A側淺黃色固體變成白色，氣囊也未見鼓起；
步驟三：產物檢驗
分別取出B中黃色固體或白色固體進行檢驗，得知兩種固體均為鹽．
結論：

 

請寫出NO₂與 Na₂O₂反應的化學方程式：

 

．

Answer 1

分析：步驟一、①飽和硫酸亞鐵溶液與濃硫酸和粉末狀硝酸鉀反應制備一氧化氮，利用濃硫酸和硝酸鉀形成的硝酸氧化亞鐵離子，被還原為一氧化氮，結合原子守恒配平寫出；
②A、通過裝有H₂O的洗氣瓶 二氧化氮和氧氣會被水吸收生成硝酸；
B、NO₂沸點21℃，置于冰水中的U形管，得到液態二氧化氮得到凈化；
C、裝有濃硫酸的洗氣瓶只能干燥氣體；
D、裝有Na₂SO₃溶液的洗氣瓶會和二氧化氮發生氧化還原反應；
步驟二、①探究一氧化氮和二氧化氮氣體與過氧化鈉的反應，徐璈排凈空氣避免干擾，先打開b關閉c．把裝置中的空氣排凈；
②關閉b打開c，通入氮氧化物觀察反應現象；
步驟三、當通入NO時，B中靠近A側淺黃色固體變成黃色，氣囊未見鼓起；當通入NO₂時，B中靠近A側淺黃色固體變成白色，氣囊也未見鼓起，說明氣體發生了反應杯吸收，證明NO、NO₂均可直接與Na₂O₂反應．

解答：解：步驟一：①NO由飽和硫酸亞鐵溶液與濃硫酸和粉末狀硝酸鉀反應制備，在酸性環境中硝酸根離子被還原為NO，亞鐵離子被氧化為鐵鹽，硝酸根被還原為一氧化氮，反應的化學方程式為：6FeSO₄+2KNO₃+4H₂SO₄（濃）=3Fe₂（SO）₃+K₂SO₄+2NO↑+4H₂O，
故答案為：6FeSO₄+2KNO₃+4H₂SO₄（濃）=3Fe₂（SO）₃+K₂SO₄+2NO↑+4H₂O； 
 ②硝酸鉛受熱分解得到：2Pb（NO₃）₂=2PbO+4NO₂↑+O₂↑使生成的氣體凈化，
A、通過裝有H₂O的洗氣瓶 二氧化氮和氧氣會被水吸收生成硝酸，不能凈化二氧化氮；故A不符合；
B、NO₂沸點21℃，置于冰水中的U形管，得到液態二氧化氮得到凈化，故B符合；
C、裝有濃硫酸的洗氣瓶只能干燥氣體，不能凈化二氧化氮，故C不符合；
D、裝有Na₂SO₃溶液的洗氣瓶會和二氧化氮發生氧化還原反應，不能凈化氣體，故D不符合；
故答案為：B；
步驟二：①實驗探究二氧化氮、一氧化氮氣體是否和過氧化鈉反應，不能由存在干擾氣體，裝置中需要把空氣趕凈，
A．空氣中含水蒸氣和二氧化碳，與過氧化鈉反應干擾驗證，故A不符合；
B．O₂C．CO₂，氣體和過氧化鈉反應干擾實驗檢驗，故B不符合；
D．N₂ 性質穩定不和過氧化鈉反應，利用氮氣趕凈裝置中的空氣，故D符合；
故答案為：D；排除裝置中的空氣；
②關閉b打開c，通入氮氧化物觀察裝置中的實驗現象判斷氮氧化物和過氧化鈉是否反應，故答案為：關閉彈簧夾b打開彈簧夾c；
步驟三：當通入NO時，B中靠近A側淺黃色固體變成黃色，氣囊未見鼓起，說明氣體被吸收；當通入NO₂時，B中靠近A側淺黃色固體變成白色，氣囊也未見鼓起，說明氣體發生了反應被吸收，證明NO、NO₂均可直接與Na₂O₂反應；二氧化氮和過氧化鈉反應的化學方程式為：Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃，
故答案為：由上述實驗可知NO、NO₂均可直接與Na₂O₂反應；Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃．

點評：本題考查了實驗驗證物質性質和產物判斷，實驗過程的設計分析，反應現象的判斷，干擾氣體的排除方法和實驗探究方案，題目難度中等．