《2026年高中必刷题高中化学必修第二册人教版》

12. [福建福州、厦门五校2025高一期中联考]有资料认为${NO}$、${NO_{2}}$不能与${Na_{2}O_{2}}$反应。某小组学生根据化合价升降原则提出假设并进行探究：
Ⅰ. 从理论上分析${Na_{2}O_{2}}$和${NO_{2}}$都既有氧化性又有还原性，于是提出如下假设：
假设$1$：${Na_{2}O_{2}}$氧化${NO_{2}}$；
假设$2$：${NO_{2}}$氧化${Na_{2}O_{2}}$。
（1）甲同学设计如图甲装置进行实验：

①试管${A}$中反应的化学方程式是Cu+4HNO₃(浓)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O。
②干燥管${C}$的作用是防止倒吸。
③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${Na_{2}O_{2}}$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。
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，该装置的作用是除去生成的NO₂气体中混有的水蒸气。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${NO_{2}}$和${Na_{2}O_{2}}$反应的化学方程式是Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃。
Ⅱ. 该研究性学习小组同学还认为${NO}$易与${O_{2}}$发生反应，应该更易被${Na_{2}O_{2}}$氧化。查阅资料：${2NO + Na_{2}O_{2}\xlongequal{}2NaNO_{2}}$；${2NaNO_{2} + 2HCl\xlongequal{}2NaCl + NO_{2}\uparrow + NO\uparrow + H_{2}O}$；酸性条件下，${NO}$能与${MnO^{-}_{4}}$反应生成${NO^{-}_{3}}$和${Mn^{2+}}$。
（3）丙同学用图乙所示装置（部分夹持装置略）探究${NO}$与${Na_{2}O_{2}}$的反应。

①在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间${N_{2}}$，目的是将装置中的空气排出。
②${B}$中不能观察到的现象是c（填序号，下同）。
a. 铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色
b. 有无色气泡产生
c. 有红棕色气泡产生
③${C}$、${E}$中所盛装的试剂可能是bd。
a. 浓硫酸
b. 碱石灰
c. 氯化钠
d. 生石灰
④充分反应后，检验${D}$装置中产物是${NaNO_{2}}$还是${NaNO_{3}}$的实验方法是取D装置中的产物少许于试管，加入足量稀盐酸，若产生红棕色气体，则产物是亚硝酸钠；反之为硝酸钠。

答案： 12.
(1)①Cu+4HNO₃(浓)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O
②防止倒吸
(2)除去生成的NO₂气体中混有的水蒸气Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃
(3)①将装置中的空气排出②c③bd④取D装置中的产物少许于试管，加入足量稀盐酸，若产生红棕色气体，则产物是亚硝酸钠；反之为硝酸钠。
思路导引题图甲：试管A中浓硝酸与铜反应生成NO₂，试管B用于收集NO₂，NaOH溶液用于尾气处理，干燥管C可以起到防倒吸的作用。题图乙：A中浓硝酸与铜反应生成NO₂，B中二氧化氮与水反应生成稀硝酸，稀硝酸与Cu反应生成NO，C为干燥装置，用于干燥NO，D中NO和Na₂O₂发生反应，E中干燥管的作用是防止水蒸气进入D中，最后用酸性高锰酸钾溶液进行尾气处理。
【解析】
(1)①Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，其反应的化学方程式为Cu+4HNO₃(浓)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O。根据分析，干燥管C可以起到防倒吸的作用。
(2)由于生成的NO₂中含有水蒸气，水蒸气与过氧化钠反应也产生氧气，因此不能达到实验目的。为达到实验目的，需要在A、B之间增加一个能除去NO₂气体中的水蒸气的装置。再次实验时，观察到红棕色气体迅速消失，说明二氧化氮能与过氧化钠反应，但带火星的木条未复燃，说明没有产生氧气，再结合假设知，NO₂和Na₂O₂反应的化学方程式是Na₂O₂+2NO₂=2NaNO₃。
(3)①空气中的氧气能氧化NO，实验时要排尽装置中的空气，所以在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N₂。②在B装置中二氧化氮与水反应生成稀硝酸，稀硝酸与Cu反应生成硝酸铜与NO，因此铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色，a正确；NO为无色气体，b正确；在反应前已将装置中的空气排出，因此B装置中无红棕色气体(即NO₂)产生，c错误。③C中干燥剂用于干燥NO，E中干燥管的作用是防止水蒸气进入D中，浓硫酸是液体，不能使用干燥管盛装，a不符合题意；
碱石灰可用于干燥NO，也可用于吸收空气中的水蒸气，b符合题意；氯化钠不能干燥气体，c不符合题意；生石灰可用于干燥NO，也可用于吸收空气中的水蒸气，d符合题意。
④根据资料信息可知，向亚硝酸钠中加盐酸会生成NO和NO₂，则检验D装置中产物的方法为取D装置中的产物少许于试管，加入足量稀盐酸，若产生红棕色气体，则产物是亚硝酸钠；反之为硝酸钠。