Question

17．某活動小組進行了以下探究實驗．
（1）Ⅰ．利用如圖1裝置（裝置氣密性已檢查完畢）驗計NO的還原性及探究工業(yè)生產(chǎn)硝酸的原理．

（1）向廣口瓶中通入NO并測定NO的體積．
打開K₁、K₂、K₃從滴定管（填“a”“b”或“滴定管”）向廣口瓶中加水，直到將廣口瓶中空氣全部排出，調(diào)整液面并記錄滴定管的刻度．關(guān)閉K₂，從導管a通入一定量的NO，可通過記錄滴定管液面的示數(shù)變化來測定NO的體積，準確測定NO體積的主要操作為關(guān)閉K₂，打開K₃，K₁，通入NO并調(diào)整滴定管液面與①中液面相平，再次記錄滴定管刻度．
（2）驗證NO的還原性；探究工業(yè)生產(chǎn)硝酸的原理．
關(guān)閉K₁、K₃，打開K₂，從導管b緩緩通入O₂，可觀察到的現(xiàn)象是氣體先變?yōu)榧t棕色然后逐漸變淡，繼續(xù)通入O₂，打開K₃，直至廣口瓶中剛好充滿液體，此時通入氧氣的體積為25.2 mL（標準狀況下），則廣口瓶中原充入NO氣體體積為33.6mL；所得溶液的物質(zhì)的量濃度為$\frac{1}{22.4}$mol/L．
Ⅱ．硝酸在工農(nóng)業(yè)及軍事上都有著非常重要的作用，以下是實驗室制備硝基苯的裝置，試回答下列問題：
（1）反應需在50～60℃的溫度下進行，圖2中給反應物加熱方法的優(yōu)點是受熱均勻，便于控制溫度；
（2）在配制混合酸時應將濃硫酸加入到濃硝酸中去；
（3）該反應的化學方程式是；
（4）反應完畢后，所得粗產(chǎn)品用如下操作精制：
①蒸餾�、谒�洗�、塾酶稍飫└稍铩、苡�10%的NaOH溶液洗
正確的操作順序是B．
A．①②③④②B．②④②③①C．④②③①②D．②④①②③

Answer 1

分析 I．（1）NO易與氧氣反應，通過測量所排出液體的體積從而得到氣體體積，廣口瓶①中應充滿水，為便于水進入廣口瓶，可以從滴定管向其中加水，廣口瓶①中壓強均與外界相同，通過調(diào)節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時再讀取體積；
（2）NO易與氧氣反應生成紅棕色的NO₂，NO₂又與水反應；通入的氧氣與NO按4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃恰好完全反應，為硝酸溶液，溶液的體積即為原NO的體積，據(jù)此求出硝酸的物質(zhì)的量與溶液體積的關(guān)系，利用c=$\frac{n}{V}$計算；
Ⅱ．（1）實驗室制備硝基苯，反應需在50～60℃的溫度下進行，通常用水浴加熱的方法，水浴加熱的優(yōu)點是受熱均勻，便于控制溫度；
（2）根據(jù)濃硫酸稀釋的注意事項可知，為防止瀑沸和硝酸的揮發(fā)，在配制混合酸時應將濃硫酸加到濃硝酸中；
（3）實驗室制備硝基苯，是用硝酸與苯在濃硫酸作催化劑的條件下發(fā)生取代反應生成硝基苯；
（4）反應完畢后，所得粗產(chǎn)品中常含有苯、硝酸、硫酸等雜質(zhì)，精制時可先用水洗，再用10%的NaOH溶液洗，再用水洗，再干燥后蒸餾，據(jù)此答題．

解答 解：I （1）NO易與氧氣反應，通過測量所排出液體的體積從而得到氣體體積，廣口瓶①中應充滿水，為便于水進入廣口瓶，可以從滴定管向其中加水，廣口瓶①中壓強均與外界相同，通過調(diào)節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時再讀取體積．具體操作為：關(guān)閉K₂，打開K₃，K₁，通入NO并調(diào)整滴定管液面與①中液面相平，再次記錄滴定管刻度，
故答案為：滴定管；關(guān)閉K₂，打開K₃，K₁，通入NO并調(diào)整滴定管液面與①中液面相平，再次記錄滴定管刻度；
（2）NO易與氧氣反應2NO+O₂═2NO₂ 生成紅棕色的NO₂，NO₂又與水反應3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，顏色變淺，
令NO的體積為VL，由4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃可知，所得溶液為硝酸溶液，由4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃可知，通入氧氣的體積為25.2 mL（標準狀況下）時，n（HNO₃）=n（NO）=$\frac{4}{3}$×$\frac{25.2mL}{22.4L/mol}$，此時溶液的體積即為原NO的體積，所以V=$\frac{4}{3}×25.2mL$=33.6mL，所以，c（HNO₃）=$\frac{n（HNO3）}{V}$=$\frac{\frac{4}{3}×\frac{25.2}{22.4}}{\frac{4}{3}×25.2}$mol/L=$\frac{1}{22.4}$mol/L．
故答案為：氣體先變?yōu)榧t棕色然后逐漸變淡；33.6；$\frac{1}{22.4}$mol/L；
Ⅱ．（1）實驗室制備硝基苯，反應需在50～60℃的溫度下進行，通常用水浴加熱的方法，水浴加熱的優(yōu)點是受熱均勻，便于控制溫度，
故答案為：受熱均勻，便于控制溫度；
（2）根據(jù)濃硫酸稀釋的注意事項可知，為防止瀑沸和硝酸的揮發(fā)，在配制混合酸時應將濃硫酸加到濃硝酸中，
故答案為：濃硫酸；濃硝酸；
（3）實驗室制備硝基苯，是用硝酸與苯在濃硫酸作催化劑的條件下發(fā)生取代反應生成硝基苯，反應方程式，
故答案為：；
（4）反應完畢后，所得粗產(chǎn)品中常含有苯、硝酸、硫酸等雜質(zhì)，精制時可先用水洗，再用10%的NaOH溶液洗，再用水洗，再干燥后蒸餾，所以操作順序是②④②③①，故選B．

點評 關(guān)鍵是準確讀取液面，為了較準確地測量氣體的體積，讀數(shù)應在保證內(nèi)外氣壓相等的條件下，通過調(diào)節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時再讀取體積