Question

某實(shí)驗(yàn)小組欲探究碳與濃硝酸反應(yīng)的情況．甲同學(xué)設(shè)計(jì)了圖1裝置，認(rèn)為若有紅棕色氣體產(chǎn)生就說明碳與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)．

（1）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的結(jié)論是錯(cuò)誤的，他的理由是

 

（用化學(xué)方程式表示），所以他認(rèn)為應(yīng)該檢驗(yàn)

 

（填化學(xué)式）的產(chǎn)生來證明碳與濃硝酸反應(yīng)．
為此乙同學(xué)查閱相關(guān)資料得知“0℃時(shí)四氧化二氮為液體”，從而改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示．
（2）為了減少干擾，對于A裝置有下面4種操作方案，其中最合理的是（填寫數(shù)字序號）

 

．
①將炭與濃硝酸一同放在裝置中加熱；②先加熱濃硝酸，然后將炭投入其中；
③先加熱炭，再加入冷濃硝酸；      ④先加熱炭，再將炭投入冷濃硝酸．
（3）請用平衡移動(dòng)原理解釋B裝置的作用

 

．
（4）C裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象是

 

，經(jīng)檢測C的溶液中還含有少量氮元素，只以NO₃^-形式存在，寫出生成該離子的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：硝酸的化學(xué)性質(zhì)

專題：氮族元素

分析：（1）濃硝酸不穩(wěn)定，加熱易分解；要檢驗(yàn)該反應(yīng)發(fā)生則要檢驗(yàn)二氧化碳；
（2）濃硝酸不穩(wěn)定，加熱易分解，為防止干擾，應(yīng)該防止?jié)庀跛岱纸猓?br />（3）溫度低，平衡向生成四氧化二氮的方向移動(dòng)；
（4）二氧化碳能和氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成難溶性的碳酸鋇，二氧化氮、氧氣和水反應(yīng)生成硝酸，硝酸和氫氧化鋇發(fā)生酸堿中和反應(yīng)．

解答： 解：（1）濃硝酸不穩(wěn)定，加熱易分解生成二氧化氮，濃硝酸和碳在加熱條件下反應(yīng)也生成二氧化氮，所以對實(shí)驗(yàn)造成干擾，反應(yīng)方程式為：4HNO₃

△   .

 4NO₂↑+O₂↑+2H₂O，所以要想檢驗(yàn)濃硝酸和碳反應(yīng)不能根據(jù)是否生成二氧化氮判斷，要根據(jù)二氧化碳判斷，故答案為：4HNO₃

△   .

 4NO₂↑+O₂↑+2H₂O；CO₂；
（2）濃硝酸不穩(wěn)定，加熱易分解，為防止干擾，應(yīng)該防止?jié)庀跛岱纸�，但濃硝酸和碳的反�?yīng)必須在加熱條件下才能發(fā)生，所以要先將炭加熱，再將碳投入冷的濃硝酸中，故選④；
（3）根據(jù)題給信息知，0℃時(shí)四氧化二氮為液體，所以溫度越低，二氧化氮越向四氧化二氮方向移動(dòng)，所以要使用冰水混合物冷卻二氧化氮?dú)怏w，從而將混合氣體中的二氧化氮除去，防止二氧化碳的檢驗(yàn)，故答案為：常溫下存在平衡體系：2NO₂?N₂O₄，降低溫度N₂O₄液化，平衡右移，除去混合氣體中的NO₂；
（4）氧化碳能和氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成難溶性的碳酸鋇，所以看到的現(xiàn)象是：C中溶液變渾濁，二氧化氮、氧氣和水反應(yīng)生成硝酸，硝酸和氫氧化鋇發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，所以溶液呈出現(xiàn)硝酸根離子，反應(yīng)方程式為：
4NO₂+O₂+2Ba（OH）₂=2Ba（NO₃）₂+2H₂O，故答案為：C中溶液變渾濁（或產(chǎn)生白色沉淀）；4NO₂+O₂+2Ba（OH）₂=2Ba（NO₃）₂+2H₂O．

點(diǎn)評：本題考查了實(shí)驗(yàn)探究硝酸的性質(zhì)，明確硝酸的不穩(wěn)定性、四氧化二氮的性質(zhì)、二氧化碳的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理來分析解答，題目難度中等．