Question

在高一化學(xué)教材中，介紹了過氧化鈉與二氧化碳及水的反應(yīng)：
2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂         2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
然而，過氧化鈉與其他非金屬氧化物（如：NO、NO₂等）的反應(yīng)能否發(fā)生呢？為此，某校化學(xué)興趣小組設(shè)計了以下實驗進行探究：
步驟一：NO、NO₂的制備
①本實驗所用的NO由飽和硫酸亞鐵溶液與濃硫酸和粉末狀硝酸鉀反應(yīng)制備，在酸性環(huán)境中硝酸根離子被還原為NO，得到的NO的純度約為98%；
反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

②NO₂由硝酸鉛受熱分解得到：2Pb（NO₃）₂=2PbO+4NO₂↑+O₂↑使生成的氣體通過

 

（從以下選項中選擇最佳方案）可以使NO₂得以凈化．
A．裝有H₂O的洗氣瓶      B．置于冰水中的U形管（NO₂沸點21℃）
C．裝有濃硫酸的洗氣瓶    D．裝有Na₂SO₃溶液的洗氣瓶
步驟二：操作（如圖，b、c為彈簧夾）

①先打開b關(guān)閉c，通入

 

（從所給選項選出）5分鐘；目的是

 

A．空氣      B．O₂C．CO₂       D．N₂
②然后

 

，再分別從a處通入NO或NO₂2分鐘．
現(xiàn)象：當(dāng)通入NO時，B中靠近A側(cè)淺黃色固體變成黃色，氣囊未見鼓起；當(dāng)通入NO₂時，B中靠近A側(cè)淺黃色固體變成白色，氣囊也未見鼓起；
步驟三：產(chǎn)物檢驗
分別取出B中黃色固體或白色固體進行檢驗，得知兩種固體均為鹽．
結(jié)論：

 

請寫出NO₂與 Na₂O₂反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

分析：步驟一、①飽和硫酸亞鐵溶液與濃硫酸和粉末狀硝酸鉀反應(yīng)制備一氧化氮，利用濃硫酸和硝酸鉀形成的硝酸氧化亞鐵離子，被還原為一氧化氮，結(jié)合原子守恒配平寫出；
②A、通過裝有H₂O的洗氣瓶 二氧化氮和氧氣會被水吸收生成硝酸；
B、NO₂沸點21℃，置于冰水中的U形管，得到液態(tài)二氧化氮得到凈化；
C、裝有濃硫酸的洗氣瓶只能干燥氣體；
D、裝有Na₂SO₃溶液的洗氣瓶會和二氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
步驟二、①探究一氧化氮和二氧化氮氣體與過氧化鈉的反應(yīng)，徐璈排凈空氣避免干擾，先打開b關(guān)閉c．把裝置中的空氣排凈；
②關(guān)閉b打開c，通入氮氧化物觀察反應(yīng)現(xiàn)象；
步驟三、當(dāng)通入NO時，B中靠近A側(cè)淺黃色固體變成黃色，氣囊未見鼓起；當(dāng)通入NO₂時，B中靠近A側(cè)淺黃色固體變成白色，氣囊也未見鼓起，說明氣體發(fā)生了反應(yīng)杯吸收，證明NO、NO₂均可直接與Na₂O₂反應(yīng)．

解答：解：步驟一：①NO由飽和硫酸亞鐵溶液與濃硫酸和粉末狀硝酸鉀反應(yīng)制備，在酸性環(huán)境中硝酸根離子被還原為NO，亞鐵離子被氧化為鐵鹽，硝酸根被還原為一氧化氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：6FeSO₄+2KNO₃+4H₂SO₄（濃）=3Fe₂（SO）₃+K₂SO₄+2NO↑+4H₂O，
故答案為：6FeSO₄+2KNO₃+4H₂SO₄（濃）=3Fe₂（SO）₃+K₂SO₄+2NO↑+4H₂O； 
 ②硝酸鉛受熱分解得到：2Pb（NO₃）₂=2PbO+4NO₂↑+O₂↑使生成的氣體凈化，
A、通過裝有H₂O的洗氣瓶 二氧化氮和氧氣會被水吸收生成硝酸，不能凈化二氧化氮；故A不符合；
B、NO₂沸點21℃，置于冰水中的U形管，得到液態(tài)二氧化氮得到凈化，故B符合；
C、裝有濃硫酸的洗氣瓶只能干燥氣體，不能凈化二氧化氮，故C不符合；
D、裝有Na₂SO₃溶液的洗氣瓶會和二氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能凈化氣體，故D不符合；
故答案為：B；
步驟二：①實驗探究二氧化氮、一氧化氮氣體是否和過氧化鈉反應(yīng)，不能由存在干擾氣體，裝置中需要把空氣趕凈，
A．空氣中含水蒸氣和二氧化碳，與過氧化鈉反應(yīng)干擾驗證，故A不符合；
B．O₂C．CO₂，氣體和過氧化鈉反應(yīng)干擾實驗檢驗，故B不符合；
D．N₂ 性質(zhì)穩(wěn)定不和過氧化鈉反應(yīng)，利用氮氣趕凈裝置中的空氣，故D符合；
故答案為：D；排除裝置中的空氣；
②關(guān)閉b打開c，通入氮氧化物觀察裝置中的實驗現(xiàn)象判斷氮氧化物和過氧化鈉是否反應(yīng)，故答案為：關(guān)閉彈簧夾b打開彈簧夾c；
步驟三：當(dāng)通入NO時，B中靠近A側(cè)淺黃色固體變成黃色，氣囊未見鼓起，說明氣體被吸收；當(dāng)通入NO₂時，B中靠近A側(cè)淺黃色固體變成白色，氣囊也未見鼓起，說明氣體發(fā)生了反應(yīng)被吸收，證明NO、NO₂均可直接與Na₂O₂反應(yīng)；二氧化氮和過氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃，
故答案為：由上述實驗可知NO、NO₂均可直接與Na₂O₂反應(yīng)；Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃．

點評：本題考查了實驗驗證物質(zhì)性質(zhì)和產(chǎn)物判斷，實驗過程的設(shè)計分析，反應(yīng)現(xiàn)象的判斷，干擾氣體的排除方法和實驗探究方案，題目難度中等．