Question

欲用濃硝酸法測定某銅銀合金中銅的質量分數（測定反應后生成氣體的量），但資料表明：①反應中除生成NO₂氣體外還有少量NO生成；②常溫下NO₂和N₂O₄混合存在，在低于0℃時，幾乎只有無色的N₂O₄液體或晶體存在。為完成測定并驗證確有NO生成，有人設計了如圖所示的實驗裝置。

   （1）實驗開始前要先打開A部分的活塞K₁，持續通一段時間的氮氣再關閉K₁，這樣做的目的是__________________________。

   （2）裝置中B瓶的作用是                         。

   （3）A中的反應停止后，打開D中的活塞K₂，并通入氧氣，若反應確有NO產生，則D中應出現的現象是_____________。

   （4）為減少測量誤差，在A中反應完成和D中出現現象后，還應繼續進行的操作是___________。

   （5）C裝置燒瓶中的物質是      ，用簡單的實驗證實你的判斷：                  。

   （6）實驗已測出一定質量的銅銀合金完全反應后E裝置的生成物中含氮元素的質量，為確定合金中銅的質量分數還需測定的數據是______________________。

Answer 1

（1）排盡裝置中的空氣，防止生成的NO被氧化

（2）除去氣流中的水蒸氣

（3）瓶內出現紅棕色

（4）打開K₁、K₂，再持續通入一段時間的氧氣和氮氣

（5）液態或固態四氧化二氮     在通風櫥中從冰鹽水中取出燒瓶，觀察到燒瓶中液體（或固體）迅速消失，瓶中充滿紅棕色氣體，證明燒瓶中物質是液態（或固態）N₂O₄ 

（6）C中圓底燒瓶在實驗前后（增加）的質量

解析:

本題的測定原理為通過測定還原產物氮氧化物的質量結合電子守恒來求算銅銀合金中銅的質量分數。用氫氧化鈉溶液來吸收一氧化氮，測其前后質量變化加上固體狀態的四氧化二氮。故測定過程必須排除水蒸氣、空氣中氧氣等干擾，因此反應開始前必須先通入足量氮氣以排盡裝置中的空氣；為保證生成的一氧化氮全部被氫氧化鈉溶液吸收，反應后必須繼續通入氮氣以將裝置中的一氧化氮全部趕出。