Question

【題目】某學校化學學習小組為探究二氧化氮的性質，按下圖所示裝置進行實驗。

（1）裝置甲中盛放濃硝酸的儀器A的名稱是______，該裝置中發生反應的化學方程式為________________________。

(2) 裝置丙中的試管內發生反應的離子方程式為：_______________________。

（3）為了探究NO的還原性，可以在裝置丁的導氣管C中通入一種氣體，通入的這種氣體的名稱是________。

（4）取下裝置丙中的試管D，在其中滴加FeSO4溶液，溶液變為________色，為了證明鐵元素在該反應中的產物，可以再在溶液中滴加KSCN溶液，溶液變為________色。

（5）硝酸廠常用催化還原方法處理尾氣。CH4在催化條件下可以將NO2還原為N2。

已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－889.6 kJ·mol－1①

N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1②

則CH4還原NO2生成水蒸氣和氮氣的熱化學方程式是_____________。

Answer 1

【答案】 分液漏斗 Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO 氧氣 黃 紅(或“血紅”) CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝－957.3 kJ·mol－1

【解析】(1)裝置甲中盛放濃硝酸的儀器A的名稱是分液漏斗；燒瓶中發生濃硝酸與銅片的氧化還原反應，化學方程式為Cu+4HNO3(濃)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，；

(2)二氧化氮經導管進入丙裝置和水反應的離子方程式為3NO2+H2O═2H++2NO3-+NO；

(3)因在常溫下一氧化氮易被氧氣氧化成紅腫色的二氧化氮，所以為了探究NO的還原性，可以在裝置丁的導氣管C中通入氧氣；

(4)丙裝置中的液體為二氧化氮和水反應生成的硝酸，硝酸具有氧化性，硫酸亞鐵具有還原性，兩者發生氧化還原反應4H++NO3-+3Fe2+=NO+H2O+3Fe3+；鐵離子和硫氰根離子反應Fe3++3SCNFe(SCN)3生成血紅色的絡合物，可證明三價鐵離子的生成；

(5)CH4還原NO2生成水蒸氣和氮氣發生反應為：CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)，根據蓋斯定律可知，①-②可得熱化學方程式：CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)△H=-957.3kJmol-1。