Question

實驗探究NO₂的性質(zhì)．
已知：2N0₂+2Na0H=NaNO₃+NaNO₂+H₂O．
任務(wù)1：利用如圖所示裝置探究NO₂能否被NH₃還原（K₁、K₂為止水夾；夾持固定裝置略去）．

（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．由裝置E制取NO₂，其中藥品a的名稱是

 

，為控制緩慢生成NO₂速率，藥品b應(yīng)選用

 

狀固體．
（2）若NO₂能夠被NH₃還原，預(yù)期觀察到C裝置中的現(xiàn)象是

 

．
（3）實驗過程中，未能觀察到C裝置中的預(yù)期現(xiàn)象．該小組同學(xué)從反應(yīng)原理的角度分析了原因，認(rèn)為可能是
①NH₃還原性較弱，不能將NO₂還原；
②在此條件下，NO₂的轉(zhuǎn)化率

 

；
③在此條件下，該反應(yīng)的

 

．
（4）此實驗裝置存在一個明顯的缺陷，應(yīng)該添加

 

裝置．
任務(wù)2：探究NO₂能否與Na₂O₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)．
（5）實驗前，該小組同學(xué)提出三種假設(shè)，其中之一為假設(shè)NO₂能被Na₂O₂氧化．為了驗證這一假設(shè)，該小組同學(xué)選用任務(wù)1中的B、D、E裝置，將B中的藥品更換為Na₂O₂，另選F裝置（如下圖所示），重新組裝，進(jìn)行實驗．
①裝置的合理連接順序：E

 

（某些裝置可以重復(fù)使用）；
②實驗過程中，B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色，經(jīng)檢驗，該白色物質(zhì)為純凈物，且無其他物質(zhì)生成，推測B裝置中生成物為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖中裝置圖的作用解答，裝置A為氨氣的發(fā)生裝置，實驗室用氯化銨和氫氧化鈣加熱制備氨氣，裝置E為二氧化氮的發(fā)生裝置，實驗室用銅和濃硝酸反應(yīng)；
（2）若NO₂能夠被NH₃還原，則混合氣體的顏色將變淺；
（3）實驗過程中，未能觀察到C裝置中的預(yù)期現(xiàn)象，說明二氧化氮反應(yīng)的量很少，可能是反應(yīng)速率降低，或者二氧化氮的轉(zhuǎn)化率較低；
（4）有毒氣體不能直接排空，需用尾氣吸收裝置；
（5）NO₂能被Na₂O₂還原；
（6）①驗證NO₂能被Na₂O₂氧化，首先要制取二氧化氮，因為水能和過氧化鈉反應(yīng)，所以要除去水的干擾，使二氧化氮氣體通過過氧化鈉，最后要進(jìn)行尾氣處理；
②過氧化鈉變成白色固體且為純凈物，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素化合價的變化確定生成物．

解答：解：（1）根據(jù)裝置圖知，A是氨氣的發(fā)生裝置，B是干燥氨氣的裝置，E是二氧化氮的發(fā)生裝置，在實驗室中，常用加熱固體NH₄Cl和Ca（OH）₂混合物的方法制取氨氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；裝置E為二氧化氮的發(fā)生裝置，實驗室用銅和濃硝酸反應(yīng)，Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，為控制緩慢生成NO₂速率，藥品b應(yīng)選用片狀不能用粉末狀，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；濃硝酸；片；
（2）二氧化氮是紅棕色氣體，如果能被氨氣還原8NH₃+6NO₂=7N₂+12H₂O，生成無色氣體氮氣，則C裝置中混合氣體顏色變淺，
故答案為：C裝置中混合氣體顏色變淺；
（3）造成未能觀察到C裝置中的預(yù)期現(xiàn)象可能原因是：在此條件下，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率極慢或NO₂的轉(zhuǎn)化率極低導(dǎo)致反應(yīng)現(xiàn)象變化不明顯，
故答案為：極低；化學(xué)反應(yīng)速率極慢；
（4）二氧化氮是有毒氣體，氨氣是有刺激性氣味的氣體，所以都不能直接排空，要進(jìn)行尾氣處理才能排空，
故答案為：缺少尾氣吸收；
（5）①驗證NO₂能被Na₂O₂氧化，首先要用E裝置制取二氧化氮，因為制取的二氧化氮氣體中含有水蒸氣，水能和過氧化鈉反應(yīng)而造成干擾，所以要用D裝置除去水蒸氣，然后較純凈的二氧化氮通過B裝置，未反應(yīng)的二氧化氮有毒不能直接排空，所以最后要進(jìn)行尾氣處理，選用F裝置處理尾氣，所以裝置的合理連接順序是EDBDF，
故答案為：DBDF；
②B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色．經(jīng)檢驗，該白色物質(zhì)為純凈物，且無其他物質(zhì)生成，過氧化鈉作氧化劑，則二氧化氮中氮元素失電子化合價升高而作還原劑，所以氮元素只能轉(zhuǎn)化為+5價，且生成物是純凈物，所以是硝酸鈉，反應(yīng)方程式為2NO₂+Na₂O₂═2NaNO₃，
故答案為：NaNO₃．

點評：本題考查了探究二氧化氮性質(zhì)的實驗，根據(jù)元素的化合價來預(yù)測物質(zhì)具有的性質(zhì)，然后根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷物質(zhì)具有的性質(zhì)，題目難度中等．