Question

【題目】某實驗小組欲探究碳與濃硝酸反應(yīng)的情況。甲同學(xué)設(shè)計了圖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__________(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℃時四氧化二氮為液體”，從而改進(jìn)了實驗裝置如圖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

【答案】4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O CO2 ④ 常溫下存在平衡體系：2NO2N2O4，降低溫度N2O4液化，平衡右移，除去混合氣體中的NO2。 C中溶液變渾濁(或產(chǎn)生白色沉淀) 4NO2+O2+2Ba(OH)2=2Ba(NO3)2+2H2O

【解析】

（1）濃硝酸受熱易分解產(chǎn)生二氧化氮氣體，4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O；若C與濃硝酸反應(yīng)應(yīng)有二氧化碳?xì)怏w生成，所以檢驗CO2的產(chǎn)生來證明碳與濃硝酸反應(yīng)；

（2）只要存在濃硝酸被加熱的情況都有可能產(chǎn)生二氧化氮氣體，不能證明是C與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)，所以最合理的操作是④；

（3）常溫下存在平衡體系：2NO2N2O4，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以降低溫度，平衡正向移動，N2O4被液化，從而除去NO2；

（4）若C與濃硝酸反應(yīng)則有二氧化碳生成，與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成白色沉淀；C的溶液中還含有少量氮元素，只以NO3－形式存在，說明混合氣體中仍有NO2，與氫氧化鋇溶液、氧氣反應(yīng)生成硝酸鋇溶液，化學(xué)方程式為4NO2+O2+2Ba(OH)2=2Ba(NO3)2+2H2O。