Question

某化學課外活動小組通過實驗研究NO₂的性質。
已知：2NO₂＋2NaOH＝NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O
利用下圖1所示裝置探究NO₂能否被NH₃還原（K₁,K₂為止水夾．夾持固定裝置略去）
 
(1)E裝置中制取NO₂反應的離子方程式是            。
(2)該實驗中制取氨氣時若只用一種試劑，從下列物質中選取       。
a．NH₄HCO₃    b．NH₄Cl    c．濃氨水
(3)若NO₂能夠被NH₃還原，預期觀察到C裝置中的現象是                       。
(4)實驗過程中氣密性良好，但未能觀察到C裝置中的預期現象。該小組同學分析其原因可能是：
①；還原性較弱，不能將NO₂還原；②在此條件下，NO₂的轉化率極低；
③                           。
(5)此實驗裝置存在一個明顯的缺陷是                            。
(6)為了驗證NO₂能被Na₂O₂氧化，該小組同學選用B、D、E裝置，將B中的藥品更換為Na₂O₂。另選F裝置（如圖2所示），重新組裝，進行實驗。裝置的合理連接順序是____。實驗過程中，B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色。經檢驗，該白色物質為純凈物，且無其他物質生成。推測B裝置中反應的化學方程式為________________________________。

Answer 1

（14分）（1）Cu＋4H^＋＋2NO₃^－＝Cu^2＋＋2NO₂↑＋2H₂O（2分） （2）a（2分）
（3）C裝置中混合氣體顏色變淺（其它合理答案酌情給分）（2分）
（4）在此條件下，該反應的化學反應速率極慢（未使用催化劑、未加熱等答案合理即給分）（2分）
（5）缺少尾氣吸收裝置（2分）
（6）EDBF或FBDE（2分）；2NO₂+Na₂O₂＝2NaNO₃（2分）

解析試題分析：（1）濃硝酸具有強氧化性，能和銅反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應的離子方程為Cu＋4H^＋＋2NO₃^－＝Cu^2＋＋2NO₂↑＋2H₂O。
（2）a、加熱NH₄HCO₃時，碳酸氫銨分解生成氨氣、水和二氧化碳，除去水和二氧化碳就可以得到氨氣，故a正確；b、加熱NH₄Cl時，氯化銨分解生成氨氣和氯化氫，但溫度降低后，氨氣和氯化氫又反應生成氯化銨，所以得不到氨氣，故b不正確；c、濃氨水是液體，試管中的藥品是固體，所以不符合要求，故c不正確，答案選a。
（3）二氧化氮是紅棕色氣體，如果能被氨氣還原，生成無色氣體氮氣，則C裝置中混合氣體顏色變淺。
（4）未能觀察到C裝置中的預期現象，這說明反應未能發生或發生的反應物很少，因此造成未能觀察到C裝置中的預期現象可能原因是：在此條件下，該反應的化學反應速率極慢或未使用催化劑或未加熱或NO₂的轉化率極低導致反應現象變化不明顯。
（5）二氧化氮是有毒氣體，氨氣是有刺激性氣味的氣體，所以都不能直接排空，要進行尾氣處理才能排空。
（6）驗證過氧化鈉和二氧化氮反應，首先要用E裝置制取二氧化氮，因為制取的二氧化氮氣體中含有水蒸氣，水能和過氧化鈉反應而造成干擾，所以要用D裝置除去水蒸氣，然后較純凈的二氧化氮通過B裝置，未反應的二氧化氮有毒不能直接排空，所以最后要進行尾氣處理，選用圖2裝置處理尾氣，所以裝置的合理連接順序是EDBF或FBDE ；B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色。經檢驗，該白色物質為純凈物，且無其他物質生成，過氧化鈉作氧化劑，則二氧化氮中氮元素失電子化合價升高而作還原劑，所以氮元素只能轉化為+5價，且生成物是純凈物，所以是硝酸鈉，因此反應的化學方程式為2NO₂+Na₂O₂＝2NaNO₃。
考點：考查硝酸與銅的反應；氨氣制備；NO₂的性質；實驗方案設計與評價；尾氣處理以及氧化還原反應的有關判斷和應用等