Question

3．某化學(xué)小組設(shè)計(jì)如圖裝置，探究銅和一定量的濃HNO₃是否反應(yīng)是否有NO生成．已知：A試管內(nèi)空氣體積為50mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），B廣口瓶盛80mL水，硝酸不溶于煤油．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）加入濃HNO₃前應(yīng)先通一段時(shí)間N₂，具體操作為：關(guān)閉K₃，打開K₁、K₂，其作用是通入N₂ 排盡裝置內(nèi)的空氣，以防氧化可能生成的NO．
（2）關(guān)閉K₁、K₂，打開K₃，通過分液漏斗向試管中加入一定量的濃硝酸，然后在硝酸上方加一層煤油，煤油的作用是液封，防正硝酸揮發(fā)，待銅和硝酸反應(yīng)完畢后，通過分液漏斗向試管中加煤油直至試管充滿．
（3）讀取量氣管讀數(shù)時(shí)，要先向下移動(dòng)量氣管D，調(diào)整液面使C、D 中液面相平，然后再讀取讀數(shù)．
（4）數(shù)據(jù)分析：①從B中取20mL溶液，恰好中和用去0．lmol/L的NaOH體積為16mL則B中所得硝酸的物質(zhì)的量濃度為0.08mol/L．
②假設(shè)只生成NO₂，通過計(jì)算理論上收集到的氣體體積為121.68mL （標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
③實(shí)驗(yàn)最終測(cè)得氣體的體積為130.5mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），與理論值有差異，其理由可能為A．
A．Cu與一定物質(zhì)的量濃度的HNO₃反反應(yīng)除了生成NO₂還生成NO
B．過程中還發(fā)生了反應(yīng)4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃
C．過程中還發(fā)生了反應(yīng)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃
D．硝酸具有揮發(fā)性，對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響．

Answer 1

分析 （1）由裝置圖可知N₂從K₃進(jìn)，空氣從K₁排出；NO能與空氣中的氧氣反應(yīng)，要先排盡氧氣；
（2）硝酸屬于揮發(fā)性酸，煤油的密度小在硝酸上面，能防止硝酸揮發(fā)；
（3）讀數(shù)時(shí)要保持左右氣體壓強(qiáng)相等，以減少誤差；
（4）①B中溶液為硝酸，與氫氧化鈉等物質(zhì)的量反應(yīng)，根據(jù)氫氧化鈉的物質(zhì)的量計(jì)算；
②B中發(fā)生的反應(yīng)為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，根據(jù)硝酸的物質(zhì)的量計(jì)算NO的物質(zhì)的量和體積；
③A．Cu與一定物質(zhì)的量濃度的HNO₃反反應(yīng)除了生成NO₂還生成NO，生成NO時(shí)，量氣管中NO偏多；
B．過程中還發(fā)生了反應(yīng)4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，則量氣管中NO偏少；
C．過程中還發(fā)生了反應(yīng)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，則量氣管中NO偏少；
D．實(shí)驗(yàn)中加了煤油，排除了硝酸揮發(fā)性的影響．

解答 解：（1）由裝置圖可知N₂從K₃進(jìn)，空氣從K₁排出，所以要關(guān)閉 K₂，打開K₁、K₃；NO易被空氣中的氧氣氧化，所以要先用氮?dú)馀艃粞b置中的空氣；
故答案為：關(guān)閉K₃，打開K₁、K₂；排盡裝置內(nèi)的空氣，以防氧化可能生成的NO；
（2）硝酸屬于揮發(fā)性酸，煤油的密度小在硝酸上面，能防止硝酸揮發(fā)，所以在硝酸中加煤油的作用為液封，防正硝酸揮發(fā)；
故答案為：液封，防正硝酸揮發(fā)；
（3）讀數(shù)時(shí)要保持左右氣體壓強(qiáng)相等，以減少誤差，即保持兩邊液面相平，還要用眼睛平視讀數(shù)，即向下移動(dòng)量氣管D，調(diào)整液面使C、D 中液面相平；
故答案為：向下移動(dòng)量氣管D，調(diào)整液面使C、D 中液面相平；
（4）①B中溶液為硝酸，與氫氧化鈉等物質(zhì)的量反應(yīng)，從B中取20mL溶液，恰好中和用去0．lmol/L的NaOH體積為16mL，則c（硝酸）=$\frac{16×1{0}^{-3}×0.1}{20×1{0}^{-3}}$=0.08mol/L；
故答案為：0.08mol/L；
②B中發(fā)生的反應(yīng)為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，B中溶液的體積為80mL，則B中硝酸的物質(zhì)的量為0.08L×0.08mol/L=0.0064mol，所以NO的體積為0.0064mol×$\frac{1}{2}$×22.4L/mol=0.07168L，由于A中殘留N₂為50mL，也被全部排到量氣管中，所以理論上收集到的氣體體積為71.68+50=121.68mL；
故答案為：121.68；
③A．Cu與一定物質(zhì)的量濃度的HNO₃反反應(yīng)除了生成NO₂還生成NO，生成NO時(shí)，量氣管中NO偏多，實(shí)驗(yàn)最終測(cè)得氣體的體積為130.5mL比理論值偏大，故A正確；
B．過程中還發(fā)生了反應(yīng)4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，則量氣管中NO偏少，而實(shí)驗(yàn)最終測(cè)得氣體的體積為130.5mL比理論值偏大，故B錯(cuò)誤；
C．過程中還發(fā)生了反應(yīng)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，則量氣管中NO偏少，實(shí)驗(yàn)最終測(cè)得氣體的體積為130.5mL比理論值偏大，故C錯(cuò)誤；
D．實(shí)驗(yàn)中加了煤油，排除了硝酸揮發(fā)性的影響，實(shí)驗(yàn)值與理論值相近，故D錯(cuò)誤；
故答案為：A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的判斷、物質(zhì)反應(yīng)的計(jì)算應(yīng)用，主要考查及其化合物性質(zhì)的分析應(yīng)用，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)探究能力．