Question

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

經(jīng)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(yīng)的化學(xué)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(xué)認(rèn)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(fā)生反應(yīng)的實驗現(xiàn)象是_____________。

（5）探充NO與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物。

假設(shè)1：產(chǎn)物只有NaNO3；

假設(shè)2：_________________；

假設(shè)3：產(chǎn)物為NaNO3和NaNO2的混合物。

為驗證反應(yīng)產(chǎn)物，該小組同學(xué)準(zhǔn)確稱取反應(yīng)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(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________，反應(yīng)產(chǎn)物中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____(保留四位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】 ⑴ C +4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O

⑵h→i→d→e→b→c→f或g 缺少尾氣處理裝置

⑶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

⑷制備NO D中固體由淡黃色變?yōu)榘咨?/span>

⑸ 產(chǎn)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(yīng)生成CO2和NO2，反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)生成的CO2、NO2混合氣體通入E中，NO2可以和H2O反應(yīng)生成HNO3和NO，金屬Cu和稀HNO3反應(yīng)生成NO，然后經(jīng)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(jìn)行干燥，最后在D中檢驗NO和Na2O2是否反應(yīng)，則根據(jù)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(huán)境有污染，應(yīng)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(jìn)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(yīng)制NO；若D中固體由淡黃色變?yōu)榘咨�，即可說明NO與Na2O2發(fā)生了反應(yīng)；

（5）按假設(shè)1、3邏輯關(guān)系，假設(shè)2為產(chǎn)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(yīng)為2MnO4-+5NO2-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O，滴定過程中消耗KMnO4的物質(zhì)的量是2×10-3mol，根據(jù)方程式可知參加反應(yīng)的NaNO2的物質(zhì)的量為5×10-3mol，質(zhì)量為5×10-3mol×69g/mol=0.345g，被滴定的10mL溶液中含有0.35g反應(yīng)后的固體，則反應(yīng)產(chǎn)物中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.345g÷0.35g×100%=98.57%。