Question

有如圖實(shí)驗(yàn)裝置，其中a、b、c為彈簧夾．
（1）如果開(kāi)啟a和c，關(guān)閉b，則I中反應(yīng)的離子方程式為

3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

．
（2）如果將I管中的稀硝酸換成濃硝酸，開(kāi)啟a和c，關(guān)閉b，過(guò)一會(huì)兒觀察，可以看到II里浸入水中的導(dǎo)管口有氣泡冒出，導(dǎo)管內(nèi)氣體呈

紅棕

色，液面上氣體為

無(wú)

色．
（3）在問(wèn)題（1）的實(shí)驗(yàn)中，要使II里的氣體始終保持無(wú)色，應(yīng)先關(guān)閉

a

（填a或b，下同），開(kāi)啟

b

和c，使產(chǎn)生的CO₂氣體排盡II里的空氣，再關(guān)閉

b

打開(kāi)

a

．
（4）若將32g銅加入盛有150mL一定濃度硝酸的I中使之恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生的NO₂和NO混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L．則NO為

0.25

mol．原硝酸溶液的濃度為

10

mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）開(kāi)啟a和c，關(guān)閉b，裝置中壓強(qiáng)減小，長(zhǎng)頸漏斗中硝酸液體流下浸沒(méi)銅后發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅一氧化氮和水；
（2）I管中的稀硝酸換成濃硝酸，開(kāi)啟a和c，關(guān)閉b，裝置中壓強(qiáng)減小，長(zhǎng)頸漏斗中濃硝酸液體流下浸沒(méi)銅后發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅二氧化氮和水，二氧化氮和水反應(yīng)生成一氧化氮；
（3）始終保持無(wú)色，裝置Ⅱ中不能含有空氣，需要Ⅲ反應(yīng)生成二氧化碳把裝置Ⅱ中的空氣趕凈，生成的二氧化氮與水反應(yīng)生成無(wú)色氣體；
（4）根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算，可以利用氧化還原反應(yīng)的電子守恒列式計(jì)算．

解答：解：（1）開(kāi)啟a和c，關(guān)閉b，裝置中壓強(qiáng)減小，長(zhǎng)頸漏斗中硝酸液體流下浸沒(méi)銅后發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅一氧化氮和水；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）I管中的稀硝酸換成濃硝酸，開(kāi)啟a和c，關(guān)閉b，裝置中壓強(qiáng)減小，長(zhǎng)頸漏斗中濃硝酸液體流下浸沒(méi)銅后發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅二氧化氮和水，二氧化氮和水反應(yīng)生成一氧化氮；導(dǎo)管內(nèi)氣體呈紅棕色，液面上氣體是無(wú)色，故答案為：紅棕；無(wú)；
（3）在問(wèn)題（1）的實(shí)驗(yàn)中，要使II里的氣體始終保持無(wú)色，應(yīng)先關(guān)閉a，開(kāi)啟b和c，使產(chǎn)生的CO₂氣體排盡II里的空氣，再關(guān)閉 b打開(kāi)a，二氧化碳環(huán)境中，一氧化氮不再反應(yīng)，
故答案為：a；b；b；a；
（4）若將32g銅加入盛有150mL一定濃度硝酸的I中使之恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生的NO₂和NO混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L物質(zhì)的量為0.5mol；依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒計(jì)算，設(shè)生成NO物質(zhì)的量為x，則NO₂物質(zhì)的量為0.5mol-x；失電子的銅物質(zhì)的量為0.5mol，Cu～Cu²⁺～2e^-；失電子總數(shù)為1mol；得電子的是硝酸分別為：
HNO₃～NO～3e^-；
      x    3x
 NO₃～NO₂～e^-；
    0.5-x  0.5-x
3x+0.5-x=1
x=0.25mol
依據(jù)氮元素守恒得到，原硝酸溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量=0.25 mol+（0.5-0.25）+0.5×2=1.5mol；原硝酸濃度=

1.5mol

0.15L

=10mol/L，
故答案為：0.25；10．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了硝酸性質(zhì)的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)裝置的反應(yīng)原理的應(yīng)用分析，銅和稀硝酸、濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)判斷和應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)的電子守恒的計(jì)算應(yīng)用，難度中等．