Question

【題目】治理氮氧化物(NOx)的污染是化學研究的重要課題之一。

I．NO能被灼熱的鐵粉還原為N2，同時生成FeO，利用下列裝置模擬該反應。

已知：①濃硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能與NO2反應，不與NO反應。

（1）上述裝置接口的連接順序為a→__________（按氣流方向，用小寫字母表示）。

（2）裝置D的作用是___________________。

（3）裝置E中反應的化學方程式為___________________。

（4）打開分液漏斗活塞，燒瓶中觀察到的實驗現象有_____________________。

II．實驗室常用NaOH溶液吸收多余的氮氧化物(NOx)：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O。設計實驗驗證產物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_____________現象，證明其具有氧化性。

（6）參照（5），設計實驗證明NaNO2有還原性________________。

Answer 1

【答案】 f→e→j→i→h→g（或g→h）→b→c→d 除去揮發出的HNO3等酸性氣體 2NO＋2Fe2FeO＋N2 反應開始時，銅片表面出現無色氣泡，銅片逐漸變小；燒瓶上部空間由無色逐漸變為淺紅棕色，隨著反應的進行又逐漸變為無色；燒瓶中溶液由無色變為淺藍色。 KI淀粉溶液、稀硫酸 溶液變藍 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)根據實驗原理利用NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時生成FeO，所以首先應制備純凈的干燥的NO，利用銅與稀硝酸反應生成NO，由于硝酸具有揮發性，所以制得的NO中會混有硝酸和水蒸氣氣體，則先通過裝置D除去揮發出的HNO3等酸性氣體，然后再通過F干燥，得到純凈的干燥的NO進入E中與鐵粉反應，最后處理多余的NO，又因為NaOH溶液不與NO反應，而濃硝酸可氧化NO生成NO2，所以最終先通過B氧化NO，后再通過C吸收。根據以上分析，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為a→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的作用是除去揮發出的HNO3等酸性氣體，故答案為：除去揮發出的HNO3等酸性氣體；

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

(4)打開分液漏斗活塞，銅與稀硝酸反應生成NO，由于液面上方有空氣，所以開始生成的NO遇空氣就會變成淺紅棕色NO2，而后來空氣排凈，又逐漸變為無色，燒瓶中溶液生成銅離子由無色變為淺藍色，所以燒瓶中觀察到的實驗現象有反應開始時，銅片表面出現無色氣泡，銅片逐漸變小；燒瓶上部空間由無色逐漸變為淺紅棕色，隨著反應的進行又逐漸變為無色；燒瓶中溶液由無色變為淺藍色，

故答案為：反應開始時，銅片表面出現無色氣泡，銅片逐漸變小，燒瓶上部空間由無色逐漸變為淺紅棕色，隨著反應的進行又逐漸變為無色；燒瓶中溶液由無色變為淺藍色；

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

(6)說明 NO2-有還原性，則N元素的化合價升高，與氧化劑KMnO4反應，驗證方法為：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。