Question

12．某化學(xué)課外活動小組對污染大氣的部分非金屬氧化物進(jìn)行探究．根據(jù)題目要求回答下列問題．
（1）寫出用硝酸與銅制取一氧化氮的離子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（2）查資料得知HCOOH（液 ）$→_{微熱}^{H_{2}SO_{4}}$ CO↑+H₂O．實驗室有如圖1所示的裝置，制取CO氣體可選用的裝置為A（填序號），實驗室利用該裝置還可制取的常見氣體有Cl₂（填寫一種氣體的分子式）．
（3）查資料得知，利用催化劑可使汽車尾氣中的一氧化碳和氮氧化物大部分發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氮氣．該小組在實驗室模擬汽車尾氣處理，設(shè)計了如圖2所示裝置（部分夾持和裝置已略去）．


①實驗前關(guān)閉旋塞K，先通氮氣排凈裝置中的空氣，其目的是防止CO與空氣混合加熱爆炸．
②裝置（Ⅲ）的主要作用是檢驗CO是否轉(zhuǎn)化為CO₂．

Answer 1

分析 （1）用銅屑稀硝酸為原料制取硝酸銅，銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮氣體和水；
（2）選擇氣體的發(fā)生裝置根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，結(jié)合反應(yīng)原理HCOOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+H₂O，該反應(yīng)為液體加熱裝置，用濃鹽酸和二氧化錳加熱可制取氯氣；
（3）模擬汽車尾氣處理流程：裝置（I）：CO、NO混合氣體通過催化劑發(fā)生反應(yīng)：2CO+2NO$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2CO₂+N₂，實驗前，關(guān)閉旋塞K，先通氮氣排凈裝置中的空氣，防止可燃性氣體與空氣或氧氣混合發(fā)生爆炸，裝置（II）：調(diào)整氣體流速，裝置（III）：檢驗CO是否轉(zhuǎn)化為CO₂，裝置（Ⅳ）：一氧化碳和氧化銅反應(yīng)，一氧化碳、一氧化氮有毒，所以防止一氧化碳、一氧化氮泄漏從而污染環(huán)境，還應(yīng)在裝置（Ⅳ）后補(bǔ)充尾氣處理裝置．
①可燃性氣體在點燃前都需要驗純，防止發(fā)生爆炸；
②CO₂遇澄清的石灰水變渾濁，而一氧化碳不能．

解答 解：（1）銅具有還原性，硝酸具有氧化性，銅與稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硝酸銅、一氧化氮氣體和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）根據(jù)反應(yīng)方程式HCOOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+H₂O可知，該反應(yīng)為液體、加熱裝置，應(yīng)該選用裝置A；該裝置還可以濃鹽酸和二氧化錳加熱MnO₂+4HCl（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，制取Cl₂，
故答案為：A；Cl₂；
（3）①實驗前，關(guān)閉旋塞K，先通氮氣排凈裝置中的空氣，防止可燃性氣體與空氣或氧氣混合發(fā)生爆炸，
故答案為：防止CO與空氣混合加熱爆炸；
②CO₂遇澄清的石灰水變渾濁，而一氧化碳不能，所以裝置（III）的主要作用是檢驗CO是否轉(zhuǎn)化為CO₂，
故答案為：檢驗CO是否轉(zhuǎn)化為CO₂；

點評 本題考查了性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與非金屬氧化物性質(zhì)的探究，題目難度中等，明確實驗原理及化學(xué)實驗基本操作方法為解答關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>