Question

二氧化氮（NO₂）是一種具有高度活性的氣態(tài)物質(zhì)，N0₂與Na₂0₂均具有較強的氧 化性，某研究性學習小組對二者能否發(fā)生反應進行探究．
【實驗】
下列關(guān)于實驗室制備NO2的說法正確的是

 

a．實驗室常用銅和濃硝酸反應制取二氧化氮
b．二氧化氮常用向下排空氣法收集
c．二氧化氮易溶于水，尾氣可用水吸收．
d．用注射器收集的二氧化氮，壓縮后顏色變淺
e．實驗后容器中殘留液需用堿液處理
【提出假設】
假設一：N0₂與Na₂0₂二者不反應；
假設二：N0₂能被Na₂0₂氧化；
假設三：

 

【查閱文獻】
N0₂在反應中能生成HN0₃和HN0₂； HN0₂旣有氧化性，又有還原性，能被強氧化劑 如KMnO₄氧化．
【設計實驗】
（1）實驗時，將N0₂氣體通入盛有Na₂0₂的玻璃管中，淡黃色粉末完全變成白色，說明 假設

 

不成立．
（2）若假設二成立，反應的化學方程式是

 

．
（3）為驗證假設二是否成立，該小組同學做了如下定性實驗研究，請完成表格內(nèi)容．

實驗步驟	預期的實驗現(xiàn)象及結(jié)論
取適量的白色固體于試管中，…

【定量分析】
若實驗前該小組同學用托盤天平稱量過氧化鈉的質(zhì)量為3.9g，充分反應后白色固體質(zhì) 量為8.4g，該小組同學得出假設2不成立的結(jié)論．你是否同意他們的結(jié)論，并簡述理 由：

 

．

Answer 1

考點：氮的氧化物的性質(zhì)及其對環(huán)境的影響

專題：實驗設計題,元素及其化合物

分析：【實驗】a．銅和濃硝酸反應生成二氧化氮；
b．二氧化氮比空氣重分析；
c．二氧化氮易溶于水，和水反應生成硝酸和一氧化碳污染性氣體；
d．用注射器收集的二氧化氮，壓縮后壓強增大，2NO₂=N₂O₄平衡正向進行顏色變淺；
e．實驗后容器中殘留液主要是酸性溶液需用堿液處理；
【提出假設】結(jié)合假設和反應情況，依據(jù)氧化還原反應分析得到；
【設計實驗】（1）依據(jù)實驗現(xiàn)象分析判斷物質(zhì)發(fā)生反應；
（2）二氧化氮被氧化為+5價氮元素，過氧化鈉中氧元素被還原為-2價，反應生成硝酸鈉；
（3）依據(jù)文獻材料：N0₂在反應中能生成HN0₃和HN0₂； HN0₂旣有氧化性，又有還原性，能被強氧化劑 如KMnO₄氧化，設計實驗分析判斷；
【定量分析】（4）依據(jù)質(zhì)量變化結(jié)合反應產(chǎn)物計算分析，注意誤差分析應用．

解答： 解：【實驗】a．銅和濃硝酸反應生成二氧化氮可以在實驗室中制備少量二氧化氮，故a正確；
b．二氧化氮比空氣重應用向上排氣法收集，故b錯誤；
c．二氧化氮易溶于水，和水反應生成硝酸和一氧化碳污染性氣體，尾氣不能用水吸收處理，用氫氧化鈉溶液吸收，故c錯誤；
d．用注射器收集的二氧化氮，反應存在幻想平衡，2NO₂=N₂O₄ ，壓縮后壓強增大體積減小濃度增大，顏色變深，平衡正向進行顏色變淺，但比原來氣體顏色加深，故d錯誤；
e．實驗后容器中殘留液主要是酸性溶液，需用堿液處理，故e正確；
故答案為：ae；
【提出假設】依據(jù)過氧化鈉和二氧化氮都是氧化性物質(zhì)，N0₂在反應中能生成HN0₃和HN0₂； HN0₂旣有氧化性，又有還原性，能被強氧化劑 如KMnO₄氧化，二者反應時二氧化氮可以做氧化劑液可以做還原劑
假設一：N0₂與Na₂0₂二者不反應；
假設二：N0₂能被Na₂0₂氧化；
得到假設三：NO₂能被Na₂O₂還原；
故答案為：NO₂能被Na₂O₂還原；
【設計實驗】（1）實驗時，將N0₂氣體通入盛有Na₂0₂的玻璃管中，淡黃色粉末完全變成白色證明二氧化氮額過氧化鈉發(fā)生反應生成新的物質(zhì)，假設一錯誤；
故答案為：一；
（2）假設二：N0₂能被Na₂0₂氧化，結(jié)合鹽酸化合價變化可知二氧化氮被氧化為硝酸，過氧化鈉被還原為硝酸鈉，反應的化學方程式為：2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃；
故答案為：2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃；
（3）文獻材料：N0₂在反應中能生成HN0₃和HN0₂； HN0₂旣有氧化性，又有還原性，能被強氧化劑 如KMnO₄氧化，取適量的白色固體置于試管中，加蒸餾水溶解，再滴加稀硫酸酸化，最后應滴加高錳酸鉀溶液，高錳酸鉀溶液不褪色，則假設2成立；若高錳酸鉀溶液褪色，則假設2不成立；
故答案為：

取適量的白色固體置于試管中，加蒸餾水溶解，再滴加稀硫酸酸化，最后應滴加高錳酸鉀溶液．	若高錳酸鉀溶液不褪色，則假設2成立；若高錳酸鉀溶液褪色，則假設2不成立．

（4）不同意；若3.9 g過氧化鈉全部氧化二氧化氮，生成NaNO₃的質(zhì)量應該為8.5 g，而現(xiàn)在測量的質(zhì)量為8.4 g，質(zhì)量相差不大，在托盤天平稱量的誤差范圍之內(nèi)，這完全有可能為實驗誤差引起；或同意．若3.9 g過氧化鈉全部氧化二氧化氮，生成的NaNO₃的質(zhì)量應該為8.5 g，而現(xiàn)在測量的質(zhì)量為8.4 g＜8.5 g；
故答案為：不同意，若3.9 g過氧化鈉全部氧化二氧化氮，生成NaNO₃的質(zhì)量應該為8.5 g，而現(xiàn)在測量的質(zhì)量為8.4 g，質(zhì)量相差不大，在托盤天平稱量的誤差范圍之內(nèi)，這完全有可能為實驗誤差引起；或同意．若3.9 g過氧化鈉全部氧化二氧化氮，生成的NaNO₃的質(zhì)量應該為8.5 g，而現(xiàn)在測量的質(zhì)量為8.4 g＜8.5 g．

點評：本題考查了氮氧化物性質(zhì)實驗操作和實驗設計分析判斷，掌握基礎是關(guān)鍵，題目難度中等．