Question

【題目】某化學課外活動小組通過實驗探究NO能否與Na2O2反應以及反應后的產物，該小小組同學設計了如圖所示裝置(夾持儀器、連接用的乳膠管均已省略)。

經査閱資料知:①NO是不成鹽氧化物；②2NO2+2NaOH =NaNO3+NaNO2+H2O。

回答下列問題：

（1）寫出木炭與濃硝酸反應的化學方程式：________________。

（2）為了完成實驗，選擇上圖中的裝置，其連接順序為a→_______(按氣流方向，用小寫字母表示)；有同學認為該裝置存在缺陷，則該缺陷是______________。

（3）連接好儀器，_____________，裝入藥品后，要通入一段時間的氮氣，在滴入濃硝酸，點燃酒精燈，通入氮氣的主要目的是_______________。

（4）裝置E的作用是________________；能說明NO與Na2O2發生反應的實驗現象是_____________。

（5）探充NO與Na2O2反應的產物。

假設1：產物只有NaNO3；假設2：_________________；

假設3：產物為NaNO3和NaNO2的混合物。

為驗證反應產物，該小組同學準確稱取反應后的固體3.50g，用煮沸并冷卻后的蒸餾水配成100.00mL溶液，取10.00mL溶液于錐形瓶中，用0.1000mol·L-1KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定，共消耗KMnO4溶液20mL。滴定過程中發生反應的離子方程式為___________________，反應產物中NaNO2的質量分數為_____(保留四位有效數字)

Answer 1

【答案】 C +4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O h→i→d→e→b→c→f或g 缺少尾氣處理裝置 檢驗裝置的氣密性 排除裝置中的空氣，防止NO被空氣中的O2氧化為NO2 制備NO D中固體由淡黃色變為白色 產物只有NaNO2 2MnO4 -+5NO2+6H+=5NO3- +2Mn2++3H2O 98.57%或0.99

【解析】（1）木炭與濃硝酸反應生成CO2和NO2，反應的化學方程式為C +4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O；

（2）實驗過程中，利用木炭和濃硝酸反應生成的CO2、NO2混合氣體通入E中，NO2可以和H2O反應生成HNO3和NO，金屬Cu和稀HNO3反應生成NO，然后經過NaOH溶液，將其中的CO2吸收，此時剩余的氣體是NO，用B中的氯化鈣進行干燥，最后在D中檢驗NO和Na2O2是否反應，則根據氣流方向，裝置連接順序為a→h→i→d→e→b→c→f或g；含有氮氧化物的尾氣對環境有污染，應有尾氣處理裝置，這是裝置的缺陷；

（3）裝置連接好，要先檢驗裝置氣密性，再裝藥品進行實驗；實驗時先通一段時間的氮氣，排除裝置中的空氣，防止NO被空氣中的O2氧化為NO2，然后滴入濃硝酸，點燃酒精燈；

⑷裝置E利用盛有的水與NO2反應制NO；若D中固體由淡黃色變為白色，即可說明NO與Na2O2發生了反應；

（5）按假設1、3邏輯關系，假設2為產物只有NaNO2；NaNO2中N元素為+3價，能被酸性KMnO4溶液氧化為NaNO3，離子反應為2MnO4-+5NO2-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O，滴定過程中消耗KMnO4的物質的量是2×10-3mol，根據方程式可知參加反應的NaNO2的物質的量為5×10-3mol，質量為5×10-3mol×69g/mol=0.345g，被滴定的10mL溶液中含有0.35g反應后的固體，則反應產物中NaNO2的質量分數為0.345g÷0.35g×100%=98.57%。