Question

4．常溫下，NO、NO₂是有毒性氣體，既有還原性又有氧化性．NO₂的沸點(diǎn)是21℃，-11.2℃時(shí)凝固成無色晶體，與NaOH溶液能反應(yīng)．NO的沸點(diǎn)是-152℃，與NaOH溶液不反應(yīng)，但與NO₂混合時(shí)可以與NaOH溶液反應(yīng)．
Ⅰ、某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1裝置證明銅和稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO．（加熱裝置和夾持裝置均已略去，氣密性已檢驗(yàn)，F(xiàn)是用于鼓入空氣的打氣球）．實(shí)驗(yàn)操作為：
①將B裝置下移，用反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂趕走裝置中的空氣，趕凈后，立即將B裝置上提．
②將A裝置中銅絲放入稀HNO₃中，給A裝置微微加熱．
試回答下列問題：
（1）B儀器的名稱是球形干燥管．從裝置的設(shè)計(jì)看，確定E中空氣已被趕凈的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是裝置C中出現(xiàn)白色沉淀．
（2）檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物是NO的實(shí)驗(yàn)操作是用F向E中鼓入空氣，觀察E中氣體顏色變化．
（3）D溶液的作用是3H₂O₂+2NO=2HNO₃+2H₂O．（用化學(xué)方程式表示）
（4）由于E處設(shè)計(jì)不當(dāng)，開始收集的氣體出現(xiàn)淺的紅棕色，你認(rèn)為該裝置如何改正把E中進(jìn)氣管和出氣管改為短進(jìn)長出，保證開始時(shí)CO₂把空氣全部趕出．
Ⅱ、銅與濃HNO₃反應(yīng)生成NO₂，有同學(xué)認(rèn)為可能混有NO，為檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物，該同學(xué)利用圖2所示的一些裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）儀器連接順序?yàn)锳CDEB．（用字母表示）
（2）證明反應(yīng)后得到的是NO₂和NO混合氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是A中產(chǎn)生紅棕色氣體，氣體在D中冷凝為液體，E中無色氣體在通入O₂后變成紅棕色．
（3）已知飽和硝酸銅溶液顯藍(lán)色，上述制取NO₂得到的溶液卻是綠色，有同學(xué)分析可能是溶解了NO₂，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該結(jié)論是否正確取少量飽和硝酸銅溶液于試管中，向該溶液中通入NO₂氣體，若溶液變綠色，結(jié)論正確，反之，不正確．
（或取實(shí)驗(yàn)后綠色溶液少量于試管中，加熱，若溶液變藍(lán)，則結(jié)論正確，反之，不正確）．

Answer 1

分析 Ⅰ、圖1裝置證明銅和稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO．實(shí)驗(yàn)時(shí)，可先將B裝置中CaCO₃放入硝酸中，碳酸鈣和硝酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，先排出去其中的空氣，以便在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，且在C中可觀察到渾濁，有碳酸鈣沉淀生成，A中硝酸和銅反應(yīng)生成NO，易于氧氣反應(yīng)，則將F氣球中空氣壓入E中，有紅棕色氣體生成，二氧化碳密度比空氣重，應(yīng)用向上排空氣法收集，裝置D中盛有雙氧水，可用與吸收一氧化氮?dú)怏w，氣球F可用于吸收不反應(yīng)的NO，以防止污染空氣，以此解答該題．
（1）根據(jù)B裝置的特點(diǎn)及其作用分析；從裝置的設(shè)計(jì)看，確定E中空氣已被趕盡的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：裝置C中出現(xiàn)白色沉淀；
（2）一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，一氧化氮為無色氣體，二氧化氮為紅棕色氣體，檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物是NO，用F向E中鼓入空氣，觀察E中氣體顏色變化；
（3）過氧化氫具有氧化性，能將+2價(jià)的氮氧化成+5價(jià)的氮，D溶液的作用是吸收尾氣NO；
（4）二氧化碳的密度比空氣重，應(yīng)用向上排空氣法收集，把E中進(jìn)氣管和出氣管改為短進(jìn)長出，保證開始時(shí)CO₂把空氣全部趕出．
Ⅱ、銅與濃HNO₃反應(yīng)生成NO₂，可能混有NO，檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物．A裝置銅和濃硝酸反應(yīng)，B裝置用堿吸收尾氣，C裝置干燥酸性氣體，D裝置收集易液化的氣體，E通入氧氣，可能為NO和氧氣反應(yīng)的裝置．
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和各實(shí)驗(yàn)裝置中盛放的試劑連接裝置；
（2）證明反應(yīng)后得到的是NO₂和NO混合氣體，需先分離出二氧化氮，然后利用一氧化氮和氧氣反應(yīng)氣體的顏色變化檢驗(yàn)一氧化氮的存在；
（3）可通過對(duì)照實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)是否溶解了NO₂，或?qū)⑺�得溶液進(jìn)行加熱，驅(qū)趕溶解的二氧化氮，觀察溶液顏色變化進(jìn)行分析．

解答 解：Ⅰ、（1）B具有球形特征的玻璃儀器為球形干燥管，E中空氣已被趕盡時(shí)，C中石灰水與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，可觀察到石灰水變渾濁，出現(xiàn)白色沉淀，
故答案為：球形干燥管；裝置C中出現(xiàn)白色沉淀；
（2）稀硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅和NO，反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，A中硝酸和銅反應(yīng)生成NO，易與氧氣反應(yīng)，則將F氣球中空氣壓入E中，有紅棕色氣體生成，如觀察到紅棕色，則說明生成NO，
故答案為：用F向E中鼓入空氣，觀察E中氣體顏色變化；
（3）NO為有毒氣體，D溶液的作用是吸收尾氣NO，過氧化氫和一氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng)：3H₂O₂+2NO=2HNO₃+2H₂O，
故答案為：3H₂O₂+2NO=2HNO₃+2H₂O；
（4）二氧化碳的密度比空氣重，應(yīng)用向上排空氣法收集，故E中應(yīng)左導(dǎo)管短，右導(dǎo)管長，才有利于排凈空氣，保證E中全是二氧化碳?xì)怏w，保證開始時(shí)CO₂把空氣全部趕出，
故答案為：把E中進(jìn)氣管和出氣管改為短進(jìn)長出，保證開始時(shí)CO₂把空氣全部趕出．
Ⅱ、（1）銅與濃HNO₃反應(yīng)生成NO₂，可能混有NO，檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物．首先選擇A裝置：銅與濃HNO₃反應(yīng)，Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，當(dāng)硝酸濃度變稀，可能發(fā)生：3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，因產(chǎn)物中有水，會(huì)影響后面氣體成分的檢驗(yàn)，需對(duì)氣體進(jìn)行干燥，所以選擇C利用濃硫酸對(duì)產(chǎn)物氣體進(jìn)行干燥，證明反應(yīng)后得到的是NO₂和NO混合氣體，需需先分離出二氧化氮，然后利用一氧化氮和氧氣反應(yīng)氣體的顏色變化檢驗(yàn)一氧化氮的存在，所以選擇裝置D，A中產(chǎn)生紅棕色氣體在D中冷凝為液體，E中無色氣體在通入O₂后變成紅棕色，最后用B吸收尾氣，所以連接順序?yàn)椋篈CDEB，
故答案為：ACDEB；
（2）證明反應(yīng)后得到的是NO₂和NO混合氣體，需先分離出二氧化氮，裝置D冰水浴，A中產(chǎn)生紅棕色氣體，氣體在D中冷凝為液體，一氧化氮為無色氣體，和氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，所以A中產(chǎn)生紅棕色氣體，氣體在D中冷凝為液體，E中無色氣體在通入O₂后變成紅棕色，可證明反應(yīng)后得到的是NO₂和NO混合氣體，
故答案為：A中產(chǎn)生紅棕色氣體，氣體在D中冷凝為液體，E中無色氣體在通入O₂后變成紅棕色；
（3）用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，取少量飽和硝酸銅溶液于試管中，向該溶液中通入NO₂氣體，若溶液變綠色，結(jié)論正確，反之，不正確．或利用氣體在溫度較高的情況下，溶解度較小的性質(zhì)，取實(shí)驗(yàn)后綠色溶液少量于試管中，加熱，若溶液變藍(lán)，則結(jié)論正確，反之，不正確，
故答案為：取少量飽和硝酸銅溶液于試管中，向該溶液中通入NO₂氣體，若溶液變綠色，結(jié)論正確，反之，不正確．（或取實(shí)驗(yàn)后綠色溶液少量于試管中，加熱，若溶液變藍(lán)，則結(jié)論正確，反之，不正確）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)分析判斷，性質(zhì)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，掌握氮及其化合物的性質(zhì)以及對(duì)裝置流程的分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．