Question

实验探究NO₂的性质．
已知：2N0₂+2Na0H=NaNO₃+NaNO₂+H₂O．
任务1：利用如图所示装置探究NO₂能否被NH₃还原（K₁、K₂为止水夹；夹持固定装置略去）．

（1）A中发生反应的化学方程式是

 

．由装置E制取NO₂，其中药品a的名称是

 

，为控制缓慢生成NO₂速率，药品b应选用

 

状固体．
（2）若NO₂能够被NH₃还原，预期观察到C装置中的现象是

 

．
（3）实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象．该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是
①NH₃还原性较弱，不能将NO₂还原；
②在此条件下，NO₂的转化率

 

；
③在此条件下，该反应的

 

．
（4）此实验装置存在一个明显的缺陷，应该添加

 

装置．
任务2：探究NO₂能否与Na₂O₂发生氧化还原反应．
（5）实验前，该小组同学提出三种假设，其中之一为假设NO₂能被Na₂O₂氧化．为了验证这一假设，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换为Na₂O₂，另选F装置（如下图所示），重新组装，进行实验．
①装置的合理连接顺序：E

 

（某些装置可以重复使用）；
②实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色，经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成，推测B装置中生成物为

 

．

Answer 1

分析：（1）根据图中装置图的作用解答，装置A为氨气的发生装置，实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制备氨气，装置E为二氧化氮的发生装置，实验室用铜和浓硝酸反应；
（2）若NO₂能够被NH₃还原，则混合气体的颜色将变浅；
（3）实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象，说明二氧化氮反应的量很少，可能是反应速率降低，或者二氧化氮的转化率较低；
（4）有毒气体不能直接排空，需用尾气吸收装置；
（5）NO₂能被Na₂O₂还原；
（6）①验证NO₂能被Na₂O₂氧化，首先要制取二氧化氮，因为水能和过氧化钠反应，所以要除去水的干扰，使二氧化氮气体通过过氧化钠，最后要进行尾气处理；
②过氧化钠变成白色固体且为纯净物，根据氧化还原反应中元素化合价的变化确定生成物．

解答：解：（1）根据装置图知，A是氨气的发生装置，B是干燥氨气的装置，E是二氧化氮的发生装置，在实验室中，常用加热固体NH₄Cl和Ca（OH）₂混合物的方法制取氨气，其反应的化学方程式为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；装置E为二氧化氮的发生装置，实验室用铜和浓硝酸反应，Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，为控制缓慢生成NO₂速率，药品b应选用片状不能用粉末状，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；浓硝酸；片；
（2）二氧化氮是红棕色气体，如果能被氨气还原8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O，生成无色气体氮气，则C装置中混合气体颜色变浅，
故答案为：C装置中混合气体颜色变浅；
（3）造成未能观察到C装置中的预期现象可能原因是：在此条件下，该反应的化学反应速率极慢或NO₂的转化率极低导致反应现象变化不明显，
故答案为：极低；化学反应速率极慢；
（4）二氧化氮是有毒气体，氨气是有刺激性气味的气体，所以都不能直接排空，要进行尾气处理才能排空，
故答案为：缺少尾气吸收；
（5）①验证NO₂能被Na₂O₂氧化，首先要用E装置制取二氧化氮，因为制取的二氧化氮气体中含有水蒸气，水能和过氧化钠反应而造成干扰，所以要用D装置除去水蒸气，然后较纯净的二氧化氮通过B装置，未反应的二氧化氮有毒不能直接排空，所以最后要进行尾气处理，选用F装置处理尾气，所以装置的合理连接顺序是EDBDF，
故答案为：DBDF；
②B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色．经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成，过氧化钠作氧化剂，则二氧化氮中氮元素失电子化合价升高而作还原剂，所以氮元素只能转化为+5价，且生成物是纯净物，所以是硝酸钠，反应方程式为2NO₂+Na₂O₂═2NaNO₃，
故答案为：NaNO₃．

点评：本题考查了探究二氧化氮性质的实验，根据元素的化合价来预测物质具有的性质，然后根据实验现象判断物质具有的性质，题目难度中等．