Question

【題目】某研究性學習小組的同學為了制取NO并探究其性質，進行了如下實驗。

試回答下列問題:

(1)某同學用圖甲裝置進行實驗，收集到無色氣體，由此確定銅和稀硝酸反應生成NO氣體。該同學的推斷不合理的理由是__________ (用化學方程式表示)。

(2)另一名同學設計了圖乙裝置進行實驗，步驟如下:①在大試管中放入適量石灰石，加入過量稀硝酸;②待石灰石反應完全，將銅絲浸入過量的稀硝酸中;③一段時間后，觀察到大試管中氣體始終為無色，收集反應產生的氣體。其中步驟①的作用是___________。

(3)當過量的銅與稀硝酸完全反應后，再加20%的稀硫酸，銅片上又有氣泡產生，稀硫酸的作用是___(填選項編號)，反應的離子方程式為__________。

a.還原劑 b.氧化劑 c.提供氫離子 d.提供熱能

(4)某些資料認為NO不能與Na2O2反應。有同學提出質疑，他認為NO易與O2發生反應，應該更容易被Na2O2氧化。

查閱資料:a.2NO+Na2O2=2NaNO2

b.6NaNO2+3H2SO4(稀)=3Na2SO4+2HNO3+4NO↑+2H2O

c.酸性條件下，NO能被MnO氧化成NO

該同學利用圖中裝置來探究NO與Na2O2的反應(裝置可重復使用)。

①裝置的連接順序為A→_________，裝置E的作用是 __________。

②充分反應后，欲檢驗裝置D中是否生成了NaNO2，請簡述實驗方案_________________。

Answer 1

【答案】3NO2+H2O=2HNO3+NO 石灰石與稀硝酸反應生成的CO2可將裝置中的空氣排出，防止空氣對實驗造成干擾 c 3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O B→C→B→D→E 吸收NO防止污染空氣 取D裝置中固體少許于試管中，加入稀硫酸，若產生無色氣體，且遇到空氣變紅棕色，則2NO＋Na2O2＝2NaNO2發生，若氣體不變色，則該反應未發生

【解析】

銅與稀硝酸反應生成無色氣體一氧化氮，一氧化氮氣體易與空氣中的氧氣反應，實驗時要注意排凈裝置內的空氣；一氧化氮氣體有毒，可用酸性高錳酸鉀溶液吸收；一氧化氮與過氧化鈉反應生成亞硝酸鈉，亞硝酸鈉在酸性環境下，發生歧化反應，生成一氧化氮和硝酸根離子，據以上分析解答。

(1)NO2能與水反應：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，甲裝置銅和稀硝酸的反應生成的氣體用排水法收集，無論銅與稀硝酸反應生成的是NO還是NO2，集氣瓶中收集到的氣體都是NO，所以甲同學的推斷不正確；

故答案為：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO；

(2)①在大試管中放入適量石灰石，加入過量稀硝酸，石灰石與稀硝酸反應生成硝酸鈣、二氧化碳和水，離子方程式：CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋CO2↑＋H2O，步驟①的作用是生成二氧化碳氣體，排盡裝置內的空氣，排除裝置中氧氣的干擾；

②待石灰石反應完全，將銅絲浸入過量的稀硝酸中，銅和稀硝酸反應生成氣體；

③一段時間后，觀察到大試管中氣體始終為無色，收集反應產生的氣體，無色氣體為一氧化氮；

故答案為：石灰石與稀硝酸反應生成CO2可將裝置中的空氣推出，防止對實驗造成干擾；

(3)待反應停止后，若仍有銅剩余，再加入少量稀硫酸，酸化，稀硝酸和銅反應，銅片上又有氣泡產生，生成一氧化氮，反應的離子方程式為：3Cu＋8H＋＋2NO＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；

故答案為：c；3Cu＋8H＋＋2NO＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；

（4）①將A中制得的NO經水洗滌后并干燥后，通入D裝置中與Na2O2反應，最后用酸性KMnO4溶液吸收NO的尾氣，并在D和E裝置連接一個B裝置，防止E中水氣進入D中，即裝置的連接順序為A→B→C→B→D→E；利用酸性條件下，NO能被MnO氧化生成NO，來除去NO的尾氣，防止污染環境；

故答案為：B→C→B→D→E；吸收NO防止污染；

②亞硝酸鈉和稀硫酸反應6NaNO2＋3H2SO4(稀)＝3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O；充分反應后，檢驗D裝置中是否發生反應2NO＋Na2O2＝2NaNO2的實驗操作是：取D裝置中固體少許于試管中，加入稀硫酸，若產生無色氣體，遇到空氣后，發生2NO＋O2＝2NO2反應，生成紅棕色氣體二氧化氮，則2NO＋Na2O2＝2NaNO2發生；若氣體不變色，則該反應未發生；

故答案為：取D裝置中固體少許于試管中，加入稀硫酸，若產生無色氣體，且遇到空氣變紅棕色，則2NO＋Na2O2＝2NaNO2發生，若氣體不變色，則該反應未發生。