(19分)某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律，探究NO2、NO与Na2O2反应的情况...

(19分)某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律，探究NO2、NO与Na2O2反应的情况，提出假设并进行相关实验。

I．从理论上分析Na2O2和NO2都既有氧化性又有还原性，于是提出如下假设：

假设1：Na2O2氧化NO2；假设2：NO2氧化Na2O2。

（1）甲同学设计如图装置进行实验：

①试管A中反应的离子方程式是___________。

②待试管B中充满红棕色气体，关闭旋塞a和b；取下试管B，向其中加入适量Na2O2粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。

③仪器C兼有防倒吸的作用，仪器C的名称为__________。

结论：甲同学认为假设2正确。

（2）乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在A、B之间应增加一个装置，该装置的作用是________________。乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃，得出结论：假设正确。则NO2和Na2O2反应的化学方程式是_______________。

II．该研究性学习小组同学还认为NO易与O2发生反应，应该更易被Na2O2氧化。查阅资料：2NO+Na2O2==2NaNO2；2NaNO2+2HCl==2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O：酸性条件下，NO能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+。

（3）丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。

①在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是____________________。

②B中观察到的主要现象的是_________(填字母编号)。

a．铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色

b．有红棕色气泡产生

c．有无色气泡产生

③C、E中所盛装的试剂不能是______(填字母编号)。

a．无水硫酸铜　　 　　 b．无水氯化钙　　 　　 c．碱石灰　 　　 　 d．生石灰

④F中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________________。

⑤充分反应后，检验D装置中产物的方法是：取D装置中产物少许，__________________，则产物是NaNO2。

高三化学实验题极难题查看答案及解析

某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律，探究NO2、NO与Na2O2反应的情况，提出假设并进行相关实验。

Ⅰ.从理论上分析Na2O2和NO2都既有氧化性又有还原性，于是提出如下假设：

假设1：Na2O2氧化NO2；假设2：NO2 氧化Na2O2。

（1）甲同学设计如图1装置进行实验：

①试管A 中反应的离子方程式是____________________________。

②待试管B 中充满红棕色气体，关闭旋塞a和b；取下试管B；向其中加入适量Na2O2粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。

③仪器C兼有防倒吸的作用，仪器C的名称为___________________。

结论：甲同学认为假设2 正确。

（2）乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在A、B之间应增加一个装置，该装置的作用是________________________。乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃，得出结论：假设1正确，则NO2和Na2O2反应的化学方程式是_______________________。

Ⅱ.该研究性学习小组同学还认为NO 易与O2发生反应，应该更易被Na2O2氧化。查阅资料：2NO+Na2O2=2NaNO2；2NaNO2+2HCl=2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O； 酸性条件下，NO 能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+。

（3）丙同学用图2所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。

①在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是_________________。

②B 中观察到的主要现象是____________(填字母编号)。

a.铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色　　 b.有红棕色气泡产生　　 C.有无色气泡产生③C、E 中所盛装的试剂不能是________(填字母编号)。

a.无水硫酸铜　　 b.无水氯化钙　　 c.碱石灰　　 d.生石灰

④F 中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____________。

⑤充分反应后，检验D装置中产物的方法是：______________ ，则产物是NaNO2。

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某些资料表明：NO、NO2不能与Na2O2反应。某小组学生提出质疑，他们从理论上分析Na2O2和NO2都有氧化性，根据化合价升降原则提出如下假设：

假设Ⅰ. Na2O2氧化NO2； 假设Ⅱ. NO2氧化Na2O2。

请回答下列问题：

（1）甲同学设计如图1所示实验装置：

图1

①试管A中反应的离子方程式是___________________________________________________。

②待试管B中收集满气体，向试管B中加入适量Na2O2粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。甲同学据此认为假设Ⅱ正确；乙同学认为该装置不能达到实验目的，为达到实验目的，应在A、B之间增加一个装置，该装置的作用是__________________________________________________________________。

③乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失，带火星的木条未复燃。得出结论：假设Ⅰ正确。NO2和Na2O2反应的化学方程式是_____________________。

（2）丙同学认为NO易与O2发生反应，应更易被Na2O2氧化，查阅资料知：

ⅰ) 2NO＋Na2O2===2NaNO2；

ⅱ) 6NaNO2＋3H2SO4===3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O；

ⅲ)酸性条件下，NO或NO都能与MnO反应生成NO和Mn2＋。

丙同学用图2所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应：

图2

①b装置中观察到的主要现象是__________________________________________________，f装置的作用是_________________________________________________________________。

②在反应前，先打开弹簧夹，通入一段时间N2，其目的是____________________________

③充分反应后，检验d装置中发生反应的实验是___________________________。

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硅广泛应用于计算机技术领域。工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅制得粗硅。某研究性学习小组在实验条件下对过量炭粉与二氧化硅反应的气体产物成分进行探究。

（1）提出假设

①该反应的气体产物是CO2

②改反应的气体产物是CO

③该反应的气体产物是_________。

（2）设计方案，利用如图所示装置进行实验

（3）查阅资料

①在该实验条件下氮气不与碳、硅、二氧化硅发生反应

②实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热制得氮气

氮气的发生装置可以选择上图中的____，反应的化学方程式为_________。

（4）实验步骤

①连接好装置后，称取12.0g二氧化硅，10.0g碳粉混合均匀，放入质量为48.0g的硬质玻璃管中。放入药品前应进行的操作是__________

②打开弹簧夹，向装置中通入纯净干燥的氮气。

③停止通入氮气后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，发现澄清石灰水（足量）变浑浊。

④待反应结束，停止加热，再缓缓通入一段时间的氮气，冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为60.0g。再缓缓通入氮气的作用为_____________

⑤将石灰水过滤、洗涤、烘干，称量固体质量为10.0g。该操作中过滤、洗涤时用到的玻璃仪器是_____；至少称量____次。

（5）数据处理

根据所得实验数据，该实验中二氧化硅与碳发生反应的化学方程式为_________

（6）实验优化

学习小组有同学认为对实验装置需要进一步完善、改进：

①_______________；②将澄清石灰水换成浓氢氧化钡溶液。

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[2012·西安交大附中一模]（10分）在学习了硝酸的强氧化性后，某学习小组进行了浓硝酸和硫单质反应的实验探究。他们根据氧化还原反应原理推测硫的氧化产物，提出三种假设：

I．只有H₂SO₄；

II．只有SO₂；

III．SO₂和H₂SO₄都有。

为了探究是哪一种情况，他们设计了下列实验流程及步骤：

①混合气体用水全部吸收后，测得无含硫、含氮化合物逸出，并将吸收液配成100.00mL溶液。

②取①中所得溶液20.00mL，加足量BaCl₂溶液得白色沉淀0.466 g。

③再取20.00mL①中所得溶液，用NaOH溶液中和，恰好用去0.6 mol/LNaOH溶液30.00 mL。

请回答下列问题：

（1）混合气体中NO₂气体被水充分吸收的反应方程式为______________________。

（2）①中配制溶液所用到的玻璃仪器除烧杯、量筒外还有______________；配制的100.00 mL溶液中H⁺的物质的量浓度是__________。

（3）收集到的气体中含有_______________，假设_______(填“I、II或III”）成立；该实验中浓硝酸和硫反应的化学方程式为_____________________。

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某些资料认为：NO、NO2不能与Na2O2反应。某小组学生提出质疑，他们从理论上分析过氧化钠和二氧化氮都有氧化性，根据化合价升降原则提出假设：

假设Ⅰ．过氧化钠氧化二氧化氮

假设Ⅱ．二氧化氮氧化过氧化钠

（1）小组甲同学设计实验如下：

①试管A中反应的化学方程式是　　　　　　 。

②待试管B中收集满气体，向试管B中加入适量 Na2O2粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将余烬木条迅速伸进试管内，看见木条复燃。甲同学认为假设Ⅱ正确；乙同学认为该装置不能达到实验目的，为达到实验目的，在A、B之间增加一个装置，该装置的作用是　　　　　　 。

③乙同学用改进后装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；余烬木条未复燃。得出结论：假设Ⅰ正确。NO2和Na2O2反应的方程式是　　　　　 。

（2）丙同学认为NO易与O2发生反应，应更易被Na2O2氧化。

查阅资料：① 2NO+Na2O2＝2NaNO2

②6NaNO2+3H2SO4＝3Na2 SO4+ 2HNO3+4NO↑+2H2O；

③酸性条件下，NO或NO2–都能与MnO4–反应生成NO3–和Mn2+

丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。

①B中观察到的主要现象是　　　　　　　 ，F装置的作用是　　　　　　 。

②在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是　　　　　　 。

③充分反应后，检验D装置中发生反应的实验是　　　　　　 。

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某些资料认为：NO、NO2不能与Na2O2反应。某小组学生提出质疑，他们从理论上分析过氧化钠和二氧化氮都有氧化性，根据化合价升降原则提出假设：

假设Ⅰ．过氧化钠氧化二氧化氮

假设Ⅱ．二氧化氮氧化过氧化钠

（1）小组甲同学设计实验如下：

①试管A中反应的化学方程式是　　　　　　 。

②待试管B中收集满气体，向试管B中加入适量 Na2O2粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将余烬木条迅速伸进试管内，看见木条复燃。甲同学认为假设Ⅱ正确；乙同学认为该装置不能达到实验目的，为达到实验目的，在A、B之间增加一个装置，该装置的作用是　　　　　　 。

③乙同学用改进后装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；余烬木条未复燃。得出结论：假设Ⅰ正确。NO2和Na2O2反应的方程式是　　　　　 。

（2）丙同学认为NO易与O2发生反应，应更易被Na2O2氧化。

查阅资料：① 2NO+Na2O2＝2NaNO2

②6NaNO2+3H2SO4＝3Na2 SO4+ 2HNO3+4NO↑+2H2O；

③酸性条件下，NO或NO2–都能与MnO4–反应生成NO3–和Mn2+

丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。

①B中观察到的主要现象是　　　　　　　 ，F装置的作用是　　　　　　 。

②在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是　　　　　　 。

③充分反应后，检验D装置中发生反应的实验是　　　　　　 。

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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。

【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：

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Na2O2 和NO2 都是中学化学常见的物质，某实验小组对他们之间的反应进行探究。

（1） 小组同学对NO2 与Na2O2 的反应提出以下假设。

假设一：生成NaNO3，反应的化学方程式为

假设二：生成NaNO2，反应的化学方程式为_____________________。

（2） 小组同学在通风橱中制备并收集干燥的NO2 后进行如下实验：

①实验室常利用铜与浓硝酸反应制备NO2，反应的化学方程式为_________。

②有同学根据实验1 中“气球变瘪”的现象推断假设一成立，你认为是否合理并简述理由：_____________。

（3） 小组同学进一步对产物进行检验

查阅资料：

i. Na2O2 与水反应会生成H2O2；

ii. NO2−具有还原性，可用KMnO4 酸性溶液进行检验；

iii. 含NO3−的溶液遇 FeSO4和浓硫酸生成棕色物质[Fe(NO)]2−

进行实验：

①实验2 的主要目的是排出溶液中H2O2 对后续实验的干扰，请补全实验2 的操作______________。

②根据实验3 的现象可得出结论“产物含” NO2−，该实验的现象是__________。

③实验4 中进行步骤②的目的是__________。

（4） 该小组同学由以上全部实验可得出结论：_________。

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某研究性学习小组对用酸化的硝酸银溶液检验I^－存在的合理性产生了兴趣，同学们根据变量控制思想进行如下方案设计并进行了实验探究：

[提出假设]

假设1：生成的AgI不溶于水，不能被HNO₃氧化。

假设2：HNO₃有氧化性，能将I^－氧化成I₂。

[设计实验方案，验证假设]

（1）甲同学向KI溶液中滴加硝酸化的AgNO₃溶液并振荡，有黄色沉淀生成。验证了假设1成立。请写出有关化学方程式________。

（2）乙同学设计实验验证2，请帮他完成下表中内容。

[结论与解释]

（3）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2成立，则丙同学由此得出的结论：硝酸酸化的AgNO₃可以使I^－沉淀，也能氧化I^－。你同意丙同学的结论吗，并简述理由：。

[思考与交流]

（3）研究性学习小组同学还想研究Fe³⁺能否氧化I^－的问题，请你用两种方案来进行实验验证：

方案一：________

方案二：

假设验证成立，请写出主要离子方程式________。

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