Question

【題目】工業上常用亞硝酸鈉作媒染劑、漂白劑、鋼材緩蝕劑、金屬熱處理劑。某興趣小組用下列裝置制備并探究NO、的某一化學性質中加熱裝置已略去。請回答下列問題：

已知：①2NO+Na2O2=2NaNO2

②NO能被酸性KMnO4氧化成NO3-，MnO4-被還原為Mn2+

(1)裝置A三頸燒瓶中發生反應的化學方程式為____________。

(2)用上圖中的裝置制備，其連接順序為：___________________按氣流方向，用小寫字母表示，此時活塞、如何操作____________。

(3)裝置發生反應的離子方程式是________________。

(4)通過查閱資料，或NO可能與溶液中發生反應。某同學選擇上述裝置并按順序連接，E中裝入溶液，進行如下實驗探究。

步驟	操作及現象
①	關閉K2，打開K1，打開彈簧夾通一段時間的氮氣，夾緊彈簧夾，開始A中反應，一段時間后，觀察到E中溶液逐漸變為深棕色。
②	停止A中反應，打開彈簧夾和K2、關閉K1，持續通入N2一段時間
③	更換新的E裝置，再通一段時間N2后關閉彈簧夾，使A中反應繼續，觀察到的現象與步驟①中相同

步驟②操作的目的是___________；步驟③C瓶中發生的化學方程式為_________________；通過實驗可以得出：___________填“、NO中的一種或兩種”和溶液中發生反應使溶液呈深棕色。

Answer 1

【答案】濃 d e b c f g 關閉，打開 排盡裝置中殘留的 NO

【解析】

制備NaNO2，A裝置中銅與濃硝酸反應：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+4NO2↑+2H2O，制備NO2，NO2與水反應3NO2+H2O=2HNO3+NO，可以在C裝置中進行；根據圖示，2NO+Na2O2=2NaNO2在D裝置中進行，尾氣中的NO不能直接排放到空氣中，需要用酸性高錳酸鉀吸收：3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O，據此分析解答。

(1)裝置A三頸燒瓶中銅與濃硝酸發生反應生成二氧化氮，化學方程式為：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故答案為：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；

(2)根據上述分析，A裝置制備NO2，生成的NO2在C中水反應制備NO，經過裝置B干燥后在裝置D中反應生成亞硝酸鈉，最后用E除去尾氣，因此裝置的連接順序為：a→d→e→b→c→f→g→h；此時應關閉K1，打開K2，讓二氧化氮通過C裝置中的水轉化成一氧化氮，故答案為：d；e；b；c；f；g(b與c、f與g可以交換)；關閉K1，打開K2；

(3)E裝置為酸性高錳酸鉀與NO的反應，NO能被酸性KMnO4氧化成NO3-，MnO4-被還原為Mn2+，離子方程式為：3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O，故答案為：3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O；

(4)①關閉K2，打開K1，打開彈簧夾通一段時間的氮氣，夾緊彈簧夾，開始A中反應，一段時間后，觀察到E中溶液逐漸變為深棕色，說明NO2或NO與溶液中Fe2+發生反應；②停止A中反應，打開彈簧夾和K2、關閉K1，持續通入N2一段時間，將裝置中殘留的二氧化氮排盡，并在C中與水反應，3NO2+H2O=2HNO3+NO；③更換新的E裝置，再通一段時間N2后關閉彈簧夾，使A中反應繼續，觀察到的現象與步驟①中相同，經過步驟②，進入E裝置的氣體為NO，E中溶液變為深棕色，說明是NO與和溶液中Fe2+發生反應使溶液呈深棕色，故答案為：排盡裝置中殘留的NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO；NO。