Question

14．硝酸與金屬反應時，濃度不同生成的還原產(chǎn)物也可能不同．某興趣小組進行了如下實驗探究．
【查閱資料】
a．鎂與硝酸反應生成各氣體產(chǎn)物成分及含量隨HNO₃濃度變化曲線如圖1所；
b．NO₂沸點為21℃；NO沸點為-151℃；
c.2NO₂+2OH^-═NO₃^-+NO₂^-+H₂O，NO+NO₂+2OH^-═2NO₂^-+H₂O．
【實驗探究】該小組擬選用如圖2所示裝置探究鎂與4mol•L^-1硝酸反應的產(chǎn)物．為了證明該反應中生成氮氧化物，請你選擇適當?shù)难b置并甲乙連接（部分裝置可重復使用）．

（1）①a儀器的名稱是分液漏斗．
②該實驗反應初始時，裝置A中生成的氣體中最多的是NO（忽略燒瓶中存在的O₂）．
③裝置的連接順序為A→BCDC．
（2）連接好裝置后，向裝置D中通入微過量的O₂．
①證明氣體產(chǎn)物中有NO生成的實驗現(xiàn)象是C中酚酞溶液不褪色，D裝置中有紅棕色氣體出現(xiàn)．
②最后從裝置中逸出的氣體主要是氮氣和氫氣．
（3）寫出裝置C的兩個作用：①吸收未被冷卻的二氧化氮，②吸收剩余二氧化氮氣體，防止污染空氣．
（4）實驗中硝酸被鎂還原的產(chǎn)物除氣體外，溶液中還可能有一種還原產(chǎn)物，這種還原產(chǎn)物可能是硝酸銨（填化學式），請設計實驗驗證你的猜想取少量A中溶液于試管中，加入過量濃氫氧化鈉溶液，用濕潤的粉紅色石蕊試紙放在試管口，微熱試管如果紅色石蕊試紙變藍，則可證明銨根離子產(chǎn)生，產(chǎn)物中含硝酸銨．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)裝置圖可知儀器a的名稱為分液漏斗；
②圖象分析可知，4mol/L硝酸和鎂發(fā)生氧化還原反應生成的氣體中主要是NO、NO₂，其中NO體積分數(shù)最大；
③圖象分析可知，裝置A中鎂與4mol•L^-1硝酸反應生成硝酸鎂、二氧化氮、一氧化氮和水，NO₂沸點為21℃，通過裝置B中冰鹽冷卻劑，二氧化氮冷卻，通入裝置D，通入氧氣裝置D中生成紅棕色氣體二氧化氮，最后剩余的二氧化氮氣體通過氫氧化鈉溶液吸收防止污染空氣；
（2）①一氧化氮為無色氣體，遇到空氣中的氧氣能被氧化成紅棕色的二氧化氮；
②在D裝置中一氧化氮被氧化成二氧化氮二氧化氮被氫氧化鈉吸收，氫氣和氮氣不能被吸收；
（3）前一個C裝置是吸收未被冷卻的二氧化氮，在D裝置中一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮被裝置C中氫氧化鈉溶液吸收；
（4）硝酸被還成氮的氧化物都為氣體，如果不是氣體根據(jù)化合升降規(guī)則可知，應為銨鹽，可以用氫氧化鈉溶液及紅色石飯蕊試紙檢驗．

解答 解：（1）①根據(jù)裝置圖可知儀器a的名稱為分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
②圖象分析可知在硝酸濃度4mol/L，該實驗反應初始時，裝置A中生成的氣體中最多的是NO，
故答案為：NO；
③圖象分析可知，裝置A中鎂與4mol•L^-1硝酸反應生成硝酸鎂、二氧化氮、一氧化氮和水，NO₂沸點為21℃，通過裝置B中冰鹽冷卻劑，二氧化氮冷卻，通入裝置D，通入氧氣裝置D中生成紅棕色氣體二氧化氮，最后剩余的二氧化氮氣體通過氫氧化鈉溶液吸收防止污染空氣，裝置的連接順序為ABCDC，
故答案為：BCDC；
（2）①一氧化氮為無色氣體，遇到空氣中的氧氣能被氧化成紅棕色的二氧化氮，所以看到C中酚酞溶液不褪色，D裝置中有紅棕色氣體出現(xiàn)，則證明體產(chǎn)物中有NO生成，
故答案為：C中酚酞溶液不褪色，D裝置中有紅棕色氣體出現(xiàn)；
②在D裝置中一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮被氫氧化鈉吸收，氫氣和氮氣不能被吸收，所以從后一個C裝置中逸出的氣體主要是氮氣和氫氣，
故答案為：氮氣和氫氣；
（3）前一個C裝置是吸收未被冷卻的二氧化氮，防止其對后面一氧化氮的檢驗產(chǎn)生影響，在D裝置中一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮被裝置C中氫氧化鈉溶液吸收，防止污染空氣；
故答案為：吸收未被冷卻的二氧化氮；吸收剩余二氧化氮氣體，防止污染空氣；
（4）硝酸被還成氮的氧化物都為氣體，如果不是氣體根據(jù)化合升降規(guī)則可知，應為銨鹽，生成的為硝酸銨，可以在所得溶液中加入濃氫氧化鈉溶液并微熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，如果紅色石蕊試紙變藍，則可證明的銨根離子產(chǎn)生，產(chǎn)物中含有硝酸銨，
故答案為：硝酸銨；取少量A中溶液于試管中，加入過量濃氫氧化鈉溶液，用濕潤的粉紅色石蕊試紙放在試管口，微熱試管如果紅色石蕊試紙變藍，則可證明銨根離子產(chǎn)生，產(chǎn)物中含硝酸銨．

點評 本題考查反應產(chǎn)物的測定、對實驗原理與裝置的理解、實驗方案設計等，難度中等，理解實驗原理是解題的關(guān)鍵，是對知識的綜合考查，需要學生具有知識的基礎與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．