Question

【题目】一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常见的大气污染物，然而它们在工业上有着广泛的用途。

已知：①室温下，2NO＋Na2O2=2NaNO2；②酸性条件下，NO或NO2－都能与MnO4—反应生成NO3－。

Ⅰ.以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示：

(1)A中反应的化学方程式_____________；

(2)装置B中观察到的主要现象______________；

(3)仪器D的名称是___________________；

(4)A中滴入浓硝酸之前，应先通入N2一段时间，原因是____________；

(5)写出NO被酸性KMnO4氧化的离子反应方程式______________；

(6)若无装置D，则E中产物除NaNO2外，还有_______(填化学式)。

Ⅱ.某研究性学习小组对NO2与Na2O2能否发生反应进行探究。

步骤1：提出假设

假设一：NO2与Na2O2不反应；

假设二：NO2能被Na2O2氧化；

假设三：______________________________________________。

步骤2：设计实验

(1)实验时，将NO2气体通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黄色粉末完全变成白色，说明假设________不成立。

(2)为验证假设二是否成立，该小组同学进行如下定性实验研究，请完成下表内容。

实验步骤(不要求写具体操作过程，试剂、仪器任选)	预期的实验现象及结论
取适量的白色固体置于试管中，加蒸馏水溶解， ①__________________________________________	②___________________________

Answer 1

【答案】C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O 溶液变蓝，铜片溶解，有无色气体冒出 (球形)干燥管 排尽装置中的空气，防止对后续实验有干扰 5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O Na2CO3（或Na2CO3、NaOH ） NO2能被Na2O2还原 一 再滴加稀硫酸酸化，最后滴加高锰酸钾溶液 若高锰酸钾溶液不褪色，则假设二成立 若高锰酸钾溶液褪色，则假设二不成立(或再滴加稀硫酸酸化，最后加铜粉，若铜粉溶解且溶液变蓝色，则假设二成立，若铜粉不溶解，则假设二不成立，其他合理答案也可)

【解析】

I.(1)装置A中是浓硝酸和碳加热发生反应，生成二氧化氮、二氧化碳和水，依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒配平；

(2)装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，硝酸和铜反应生成硝酸铜，一氧化氮和水；

(3)依据仪器D的结构判断其名称；

(4)空气中含有O2、二氧化碳和水蒸气，会影响实验结论的判断；

(5)NO会被酸性高锰酸钾溶液氧化为NO3-，高锰酸钾被还原为Mn2+；

(6)一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸气，二氧化碳和过氧化钠发生的反应生成碳酸钠和氧气，水与过氧化钠反应生成氢氧化钠；

II.依据Na2O2中O元素的化合价及已知的二种假设，推断假设三；

(1)依据Na2O2与通入的气体在玻璃管中发生反应，淡黄色粉末完全变成白色说明假设一不成立；

(2)若假设二成立，反应产生了NO3-，NO3-无还原性，不能使酸性高锰酸钾溶液溶液褪色。

(1)装置A中是浓硝酸和碳加热发生反应，生成二氧化氮、二氧化碳和水，反应的化学方程式为C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O；

(2)装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，3NO2+H2O=2HNO3+NO，硝酸和铜反应生成硝酸铜，一氧化氮和水，所以反应现象为气体变为无色，溶液变蓝，铜片溶解，导管口有无色气体冒出；

(3)仪器D的名称是干燥管；

(4)A中滴入浓硝酸之前，应先通入N2一段时间，原因是由于装置内有空气，空气中的氧气、二氧化碳及水蒸气会影响后续试验，先通入N2一段时间，排尽装置中的空气，防止对后续实验有干扰；

(5)NO具有还原性，会被酸性高锰酸钾溶液溶液氧化为NO3-，反应的离子方程式为：5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O；

(6)装置D中盛有碱石灰，碱石灰可以吸收CO2、水蒸气，二氧化碳和过氧化钠发生的反应生成碳酸钠和氧气，水与过氧化钠反应生成氢氧化钠，故C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠。

II.探究NO2与Na2O2能否发生反应，依据假设一：NO2与Na2O2不反应；假设二：NO2能被Na2O2氧化；假设三：NO2能被Na2O2还原

(1)实验时，将NO2气体通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黄色粉末完全变成白色，说明NO2气体与Na2O2发生了化学反应，证明假设一不成立。

(2)假设二：NO2能被Na2O2氧化，则NO2被氧化变为NO3-，根据酸性条件下，NO或NO2-都能与MnO4-反应生成NO3-，可取适量的白色固体置于试管中，加蒸馏水溶解，然后向该溶液中滴加稀硫酸酸化，最后滴加高锰酸钾溶液 若高锰酸钾溶液不褪色，则假设二成立。