Question

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：               

 

Answer 1

【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。