Question

（14分）下圖為某實(shí)驗(yàn)者設(shè)計(jì)的驗(yàn)證銀圓（銀和銅的合金）完全溶解于一定量的濃硝酸后生成NO₂氣體中含有NO的實(shí)驗(yàn)裝置圖。常溫時(shí)，NO₂與N₂O₄同時(shí)存在；在低于0℃時(shí)，幾乎只有無(wú)色的N₂O₄的晶體存在。

（1）反應(yīng)前先打開(kāi)A中的活塞K₁，持續(xù)通一段時(shí)間N₂，其理由是            。
（2）若裝置中缺B，其后果是                                             。
（3）反應(yīng)結(jié)束后，打開(kāi)D中的活塞K₂，并通入氧氣，D瓶?jī)?nèi)氣體由無(wú)色變?yōu)榧t棕色；若通入的是熱氧氣，則瓶?jī)?nèi)氣體的顏色比以前更深，其原因是              。
（4）C裝置的作用是                 ；E中a儀器所起的作用是             。
（5）已知該銀圓的質(zhì)量為25g，加入75mL 12mol·L^—1的濃硝酸。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，A中燒瓶?jī)?nèi)溶液中H⁺的濃度為2mol·L^—1（反應(yīng)中HNO₃既無(wú)揮發(fā)也無(wú)分解），溶液體積仍為75mL。
①參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是                  。
②為測(cè)定該銀圓中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需進(jìn)行的主要實(shí)驗(yàn)操作是              。

Answer 1

（1）趕走裝置中的空氣，防止干擾實(shí)驗(yàn)。
（2）無(wú)法確認(rèn)銅與硝酸反應(yīng)是否生成了NO氣體
（3）熱的空氣使平衡 2NO₂  N₂O₄向逆方向移動(dòng)，導(dǎo)致顏色加深
(4)將NO₂ 和NO分開(kāi)（或除去二氧化氮?dú)怏w)   防倒吸
（5） 0、75mol 向反應(yīng)后的溶液中加入足量的鹽酸，過(guò)濾洗滌稱量干燥沉淀的質(zhì)量

試題分析：（1）由于裝置中含有空氣，而空氣能把NO氧化生成NO₂，從而干擾實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，所以這樣操作的目的是趕走裝置中的空氣，防止干擾實(shí)驗(yàn)。
（2）由于生成的氣體中含有水蒸氣，而NO₂能和水反應(yīng)生成NO，從而無(wú)法確認(rèn)銅與硝酸反應(yīng)是否生成了NO氣體，所以不能缺少B裝置。
（3）由于存在可逆反應(yīng)2NO₂N₂O₄，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以熱的空氣可以使平衡 2NO₂N₂O₄向逆方向移動(dòng)，因此NO₂濃度增大，從而導(dǎo)致顏色加深。
(4)由于在低于0℃時(shí)，幾乎只有無(wú)色的N₂O₄的晶體存在，所以C裝置的目的是通過(guò)降溫將NO₂ 和NO分開(kāi)（或除去二氧化氮?dú)怏w)。由于NO₂極易被氫氧化鈉溶液吸收，如果直接插入會(huì)導(dǎo)致溶液的倒流，所以E中a儀器所起的作用是防倒吸。
（5）①硝酸的總的物質(zhì)的量是0.9mol，剩余硝酸是0.15mol，所以參加反應(yīng)的硝酸是0.9mol－0.15mol＝0.75mol。
②由于反應(yīng)后金屬生成了硝酸鹽，所以要測(cè)定該銀圓中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要把金屬陽(yáng)離子變成沉淀，然后通過(guò)稱量即可計(jì)算，所以正確的操作可以是向反應(yīng)后的溶液中加入足量的鹽酸，過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量沉淀的質(zhì)量。
點(diǎn)評(píng)：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所以有化學(xué)實(shí)驗(yàn)即科學(xué)探究之說(shuō)法�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)主要以考察探究性實(shí)驗(yàn)和物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)為主。這些探究性和制備性實(shí)驗(yàn)的試題，綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，要求學(xué)生必須認(rèn)真審題，通過(guò)聯(lián)系所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，靈活運(yùn)用并進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能作出正確的解答。