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二氧化氮(NO2)是一种具有高度活性的气态物质,NO2与Na2O2均具有较强的氧化性,某研究性学习小组对二者能否发生反应进行探究。

【实验】

下列关于实验室制备NO2的说法正确的是_______

a.实验室常用铜和浓硝酸反应制取二氧化氮

b.二氧化氮常用向下排空气法收集

c.二氧化氮易溶于水,尾气可用水吸收.

d.用注射器收集的二氧化氮,压缩后颜色变浅

e.实验后容器中残留液需用碱液处理

【提出假设】

假设一:NO2与Na2O2二者不反应;

假设二:NO2能被Na2O2氧化;

假设三:                            

【查阅文献】

NO2在反应中能生成HNO3和HNO2;HNO2旣有氧化性,又有还原性,能被强氧化剂如KMnO4氧化。

【设计实验】

(1)实验时,将NO2气体通入盛有Na2O2的玻璃管中,淡黄色粉末完全变成白色,说明假设    不成立。

(2)若假设二成立,反应的化学方程式是              

(3)为验证假设二是否成立,该小组同学做了如下定性实验研究,请完成下表内容。

实验步骤

(不要求写具体操作过程,仪器任选)

预期的实验现象及结论

取适量的白色固体置于试管中,…………

 

 

【定量分析】

若实验前该小组同学用托盘天平称量过氧化钠的质量为3.9g,充分反应后白色固体质量为8.4g,该小组同学得出假设2不成立的结论。你是否同意他们的结论,并简述理由:               

 

【答案】

(共13分)

【实验】a e(2分)  

【提出假设】假设三:NO2能被Na2O2还原(2分)

【设计实验】 (1)一(1分)

(2)2NO2 + Na2O2 = 2NaNO3(2分,不配平不得分)

(3)(4分)

实验步骤(不要求写具体操作过程)

预期的实验现象及结论

取适量的白色固体置于试管中,加蒸馏水溶解,再滴加稀硫酸酸化,最后滴加高锰酸钾溶液。

若高锰酸钾溶液不褪色,则假设2成立;若高锰酸钾溶液褪色,则假设2不成立。(其他合理答案也可)

 

(4)(2分)不同意。若3.9 g过氧化钠全部氧化二氧化氮,生成NaNO3的质量应该为8.5 g,而现在测量的质量为8.4 g,质量相差不大,在托盘天平称量的误差范围之内,这完全有可能为实验误差引起。

(同意。若3.9 g过氧化钠全部氧化二氧化氮,生成的NaNO3的质量应该为8.5 g,而现在测量的质量为8.4 g<8.5 g。注:本题为开放性答案,其它合理答案也可)

【解析】

试题分析:

【实验】考查NO2的制备,a、Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,正确;b、NO2能与水发生反应,故不能使用排水法收集,错误;c、溶于水后生成NO,同样是污染,错误;d、压缩后虽有部分转化为N2O4,但NO2的浓度增大,颜色加深,错误;e、残液为酸性,故用碱处理,正确。

【提出假设】根据情况,不反应、反应被氧化,另外为反应被还原;

【设计实验】

(1)用淡黄色变为白色,说明过氧化钠反应,假设一错误

(2)假设二成立,NO2被Na2O2氧化,即氮的化合价升高从+4到+5,O从-1到-2,然后配平即得到答案。

(3)关键是对产物的检验,硝酸根的检验方法。

考点:以探究实验为基础,考查氧化还原反应、元素及化合物、实验基本方法、物质的检验等相关知 识。

 

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下列各选项中两种粒子所含电子数不相等的是

A.羟甲基(-CH2OH)和甲氧基(CH3O-)

B.亚硝酸(HNO2)和亚硝酸根(NO2

C.硝基(-NO2)和二氧化氮(NO2

D.羟基(-OH)和氢氧根(OH

 

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