Question

某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质。

已知:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O

任务1:利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。

(1)E装置中制取NO2反应的化学方程式是 　。

(2)若NO2能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是　 。

(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:

①NH3还原性较弱,不能将NO2还原;

②在此条件下,NO2的转化率极低;

③　 。

(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是 。

任务2:探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。

(5)实验前,该小组同学提出三种假设。

假设1:二者不反应;

假设2:NO2能被Na2O2氧化;

假设3:　　　　　　　　　　　 。

(6)为了验证假设2,该小组同学选用任务1中的B、D、E装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如图所示),重新组装,进行实验。

①装置的合理连接顺序是　 。

②实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。

 

Answer 1

(1)Cu+4HNO3 (浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

(2)C装置中混合气体颜色变浅

(3)在此条件下,该反应的化学反应速率极慢

(4)缺少尾气吸收装置

(5)NO2能被Na2O2还原

(6)①EDBF　②2NO2+Na2O22NaNO3

【解析】(1)浓硝酸在加热条件下与铜片反应制取NO2:Cu+4HNO3 (浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。

(2)由于NO2气体是红棕色的,若NO2能够被NH3还原,随NO2的消耗,气体颜色会变浅。

(3)①从反应能否发生角度作出假设;②从化学平衡角度作了假设;③可以从反应速率作出假设,也可能是二者反应速率极慢,短时间内无法观察到气体颜色的变化。

(4)NO2 与NH3都是有毒气体,即使二者能够发生反应,也会反应不完全,剩余气体逸散到空气中造成污染。应该增加尾气处理装置。

(5)由于Na2O2中的氧元素处于-1价,既有氧化性,也有还原性,所以NO2也可能被Na2O2还原。

(6)①整个实验的设计原理为:利用E制取NO2气体,通过D装置进行干燥,然后进入B装置进行验证实验,最后通过F装置吸收未反应的NO2气体,所以装置的连接顺序是EDBF。

②白色物质为纯净物,且无其他物质生成,只可能是NO2被氧化为了N2O5,与生成的Na2O化合为了NaNO3。