Question

14．鹽酸、硫酸和硝酸是中學(xué)階段常見(jiàn)的“三大酸”，請(qǐng)就“三大酸”的性質(zhì)，回答下列問(wèn)題：
（1）稀鹽酸與銅不反應(yīng)，但向稀鹽酸中加入H₂O₂后，則可使銅溶解．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O．
某同學(xué)未加入氧化劑，而是設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，也能使銅很快溶于稀鹽酸．請(qǐng)?jiān)谙旅娴姆娇蛑挟嫵鲈撗b置：


（2）某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證Cu與濃硝酸反應(yīng)的過(guò)程中可能產(chǎn)生NO．其實(shí)驗(yàn)流程圖如下：

①若要測(cè)定NO的體積，從上圖所示的裝置中，你認(rèn)為應(yīng)選用A裝置進(jìn)行Cu與濃硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，選用的理由是因?yàn)锳裝置可以通N₂將裝置中的空氣排盡，防止NO被空氣中O₂氧化．
②選用如上圖所示儀器組合一套可用來(lái)測(cè)定生成NO體積的裝置，其合理的連接順序是123547（填各導(dǎo)管口編號(hào)）．
③在測(cè)定NO的體積時(shí)，若量筒中水的液面比集氣瓶的液面要低，此時(shí)應(yīng)將量筒的位置升高（“下降”或“升高”），以保證量筒中的液面與集氣瓶中的液面持平．
（3）工業(yè)制硫酸時(shí)，硫鐵礦（FeS₂）高溫下空氣氧化產(chǎn)生二氧化硫：4FeS₂+11O₂→8SO₂+2Fe₂O₃，設(shè)空氣中N₂、O₂的含量分別為0.800和0.200（體積分?jǐn)?shù)），4.8t FeS₂完全制成硫酸，需要空氣的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為1.68×10⁷L．

Answer 1

分析 （1）雙氧水具有氧化性，在酸性環(huán)境下能將金屬銅氧化；用電解原理實(shí)現(xiàn)銅和鹽酸的反應(yīng)，根據(jù)電解原理來(lái)選擇合適的電解裝置；
（2）①一氧化氮不溶于水，易被氧氣氧化；實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證Cu與濃硝酸反應(yīng)的過(guò)程中可能產(chǎn)生NO，裝置中不含氧氣，可以用惰氣趕出；
②測(cè)定生成NO體積，依據(jù)一氧化氮?dú)怏w的性質(zhì)分析可以用排水量氣裝置測(cè)定，銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w，需要用水吸收二氧化氮和揮發(fā)出的硝酸；
③依據(jù)內(nèi)外壓強(qiáng)相同來(lái)準(zhǔn)確測(cè)定氣體體積；
（3）依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行，結(jié)合硫鐵礦質(zhì)量計(jì)算需要氧氣的物質(zhì)的量，根據(jù)氧氣的條件分?jǐn)?shù)計(jì)算空氣體積．

解答 解：（1）雙氧水具有氧化性，在酸性環(huán)境下能將金屬銅氧化，化學(xué)方程式為：Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O，用電解原理實(shí)現(xiàn)銅和鹽酸的反應(yīng)，根據(jù)電解原理陽(yáng)極必須是金屬銅，電解質(zhì)必須是稀鹽酸，作圖：以銅為陽(yáng)極，以鹽酸為電解質(zhì)溶液的電解池裝置．


故答案為：Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O；；
（2）①一氧化氮不溶于水，易被氧氣氧化；實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證Cu與濃硝酸反應(yīng)的過(guò)程中可能產(chǎn)生NO，裝置中不含氧氣，選A裝置，其中氮?dú)獠缓鸵谎趸�氮反�?yīng)，可以起到把裝置中的空氣趕凈的作用，防止一氧化氮被氧氣氧化；
故答案為：A；因?yàn)锳裝置可以通N₂將裝置中的空氣排盡，防止NO被空氣中O₂氧化；
②組合一套可用來(lái)測(cè)定生成NO體積的裝置，需要顯通過(guò)水吸收揮發(fā)出的硝酸和生成的二氧化氮?dú)怏w，然后用排水量氣的方法測(cè)定生成的一氧化氮；依據(jù)裝置導(dǎo)氣管的連接順序，洗氣應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短處，量氣應(yīng)短進(jìn)長(zhǎng)出，故答案為：123547；
③在測(cè)定NO的體積時(shí)，若量筒中水的液面比集氣瓶的液面要低，此時(shí)應(yīng)將量筒的位置升高，以保證量筒中的液面與集氣瓶中的液面持平，保持內(nèi)外大氣壓相同，
故答案為：升高；
（3）工業(yè)制硫酸時(shí)，硫鐵礦（FeS₂）高溫下空氣氧化產(chǎn)生二氧化硫：4FeS₂+11O₂=8SO₂+2Fe₂O₃，設(shè)空氣中N₂、O₂的含量分別為0.800和0.200（體積分?jǐn)?shù)），4.8t FeS₂完全制成硫酸，設(shè)硫鐵礦完全反應(yīng)需要氧氣物質(zhì)的量為X；二氧化硫物質(zhì)的量為Y；二氧化硫氧化為三氧化硫需要氧氣物質(zhì)的量為Z；
     4FeS₂+11O₂=8SO₂+2Fe₂O₃，
4×120        11     8
4.8×10⁶g    X     Y
X=1.1×10⁵mol
Y=8×10⁴mol
2SO₂+O₂=2SO₃
2           1
8×10⁴   Z
Z=4×10⁴mol
空氣的體積=$\frac{（1．{1}^{4}+4×1{0}^{4}）×22.4}{0.2}$L=1.68×10⁷L
故答案為：1.68×10⁷．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證、原電池設(shè)計(jì)，主要是銅和濃硝酸反應(yīng)生成的一氧化氮?dú)怏w的測(cè)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)裝置的連接，化學(xué)方程式的計(jì)算方法，題目難度中等．