Question

【題目】某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱，按下圖裝置進行實驗（夾持儀器已略去）。實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的結論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸。

可選藥品：濃硝酸、3 mol／L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳

已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應，能與NO2反應2NO2+2 NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

（1）實驗應避免有害氣體排放到空氣中。裝置③、④、⑥中盛放的藥品依次是_____。

（2）滴加濃硝酸之前的操作是檢驗裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后_______。

（3）裝置①中發生反應的化學方程式是______。

（4）裝置②的作用是_____，發生反應的化學方程式是______。

（5）該小組得出的結論所依據的實驗現象是______。

（6）實驗結束后，同學們發現裝置①中溶液呈綠色，而不顯藍色。甲同學認為是該溶液中硝酸銅的質量分數較高所致，而乙同學認為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學們分別設計了以下4個實驗來判斷兩種看法是否正確，這些方案中可行的是______。（選填字母）

a．加熱該綠色溶液，觀察顏色變化

b．加水稀釋綠色溶液，觀察顏色變化

c．向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化

d．向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應產生的氣體，觀察顏色變化

Answer 1

【答案】3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液 通入CO2一段時間，關閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內 Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O 將NO2轉化為NO 3NO2+H2O===2HNO3+NO 裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變為紅棕色 acd

【解析】

原理檢查裝置氣密性后，打開彈簧夾通入CO2排除裝置中空氣；關閉彈簧夾，①裝置打開分液漏斗活塞，銅與濃硝酸反應制得二氧化氮氣體；NO2氣體通入②裝置中，二氧化氮與水反應生成NO；③裝置中是稀硝酸驗證不能氧化NO；⑤裝置排水法收集NO；④裝置中濃硝酸驗證可以氧化NO2；⑥裝置中NaOH溶液吸收NO2。

（1）根據裝置特點和實驗目的判斷；

（2）根據空氣造成的影響確定如何實施操作；同時根據一氧化氮的性質判斷裝置⑤的操作；

（3）根據銅和濃硝酸的性質結合實驗現象判斷產物，從而確定反應方程式；

（4）根據二氧化氮的性質且能轉化為一氧化氮選擇試劑；根據實驗現象結合二氧化氮的性質書寫反應方程式；

（5）根據對比實驗③、④的實驗現象判斷；

（6）根據是否改變溶液中硝酸銅的質量分數或溶解氣體的濃度判斷；

（1）根據裝置特點和實驗目的，裝置⑤是收集NO，裝置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大氣；因為要驗證稀HNO3不能氧化NO，裝置③中應該盛放稀硝酸；

答案：3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液；
（2）由于裝置中殘存的空氣能氧化NO而對實驗產生干擾，所以滴加濃HNO3之前需要通入一段時間CO2趕走裝置中的空氣，同時也需將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內防止反應產生的NO氣體逸出；

答案：通入CO2一段時間，關閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內；
（3）Cu與濃HNO3反應生成Cu（NO3）2、NO2、H2O；

答案：Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；

（4）裝置②中盛放H2O，使NO2與H2O反應生成NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO，

答案：將NO2轉化為NO； 3NO2+H2O=2HNO3+NO；

（5）NO通過稀HNO3溶液后，若無紅棕色NO2產生，說明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3裝置的液面上方沒有顏色變化即可說明之．裝置④中盛放的是濃HNO3，若濃HNO3能氧化NO則裝置④液面的上方會產生紅棕色氣體；

答案：裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變為紅棕色；
（6）要證明是Cu（NO3）2濃度過高或是溶解了NO2導致裝置①中溶液呈綠色，一是可設計將溶解的NO2趕走（a、c方案）再觀察顏色變化．二是增加溶液中Cu（NO3）2溶液的濃度（d方案）觀察反應后的顏色變化；

答案：a c d