Question

硝酸是極其重要的化工原料，工業(yè)上將產(chǎn)生的NO₂在密閉容器中用水多次反復(fù)循環(huán)吸收制備硝酸．
（1）工業(yè)上用水吸收NO₂生產(chǎn)HNO₃，生成的氣體經(jīng)多次氧化、吸收的循環(huán)操作充分轉(zhuǎn)化為硝酸（假定上述過程無其他損失）．試寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

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（2）為了證明NO也可以與氧氣和水共同反應(yīng)生成HNO₃，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖所示裝置（有關(guān)夾持裝置已略去）．
①檢查裝置氣密性良好后，為觀察到NO氣體生成，打開K₁，關(guān)閉K₂，應(yīng)從U形管的長管口注入稀硝酸至

 

后，迅速關(guān)閉K₁，觀察到U形管內(nèi)的現(xiàn)象是

 

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②裝置Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

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③蘸NaOH溶液的棉花團(tuán)的作用是

 

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④打開K₂，至裝置Ⅱ中長玻璃管中的氣體呈無色后，打開K₃，反應(yīng)一段時(shí)間后，長玻璃管中并未充滿液體．設(shè)計(jì)簡單方法檢驗(yàn)長玻璃管中的氣體是否含NO

 

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Answer 1

分析：（1）水吸收水NO₂生產(chǎn)HNO₃和NO，3NO₂+H₂O=2HNO₃+N0；
（2）實(shí)驗(yàn)原理：Ⅰ中銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO，Ⅲ中雙氧水在二氧化錳的催化作用下反應(yīng)生成O₂，2H₂O₂

高溫  .

2H₂O+O₂，NO和O₂在Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)，2NO+O₂=2NO₂；
①反應(yīng)生成NO關(guān)閉k2打開k1，u形管右側(cè)因?yàn)樯�成不溶于水的氣體NO壓強(qiáng)增大，u型管內(nèi)產(chǎn)生液面差；
②Ⅲ中雙氧水在二氧化錳的催化作用下反應(yīng)生成O₂，2H₂O₂

高溫  .

2H₂O+O₂；，
③蘸NaOH溶液的棉花團(tuán)的作用是吸收NO和空氣中的氧氣反應(yīng)生成的NO₂防止污染環(huán)境；
④NO是無色的氣體，要想檢驗(yàn)它的存在可以通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成紅棕色的NO₂，2NO+O₂=2NO₂．

解答：解：（1）水吸收水NO₂生產(chǎn)HNO₃和NO，化學(xué)方程式為：4NO₂+O₂+2H₂O═4HNO₃，故答案為：4NO₂+O₂+2H₂O═4HNO₃（或分成兩個(gè)方程式寫）；
（2）①加入的硝酸應(yīng)跟銅絲充分接觸，u型管內(nèi)因不溶性氣體NO的生成產(chǎn)生壓強(qiáng)差，溶液總生成硝酸銅溶液顏色變?yōu)樗{(lán)色，方程式：3 Cu+8 HNO₃=3 Cu（NO₃）₂+2 NO↑+4 H₂O，故答案為：注入稀硝酸應(yīng)至U形管右側(cè)膠塞下沿，迅速關(guān)閉K₁后，U形管左端液面高于右端，銅絲慢慢溶解，產(chǎn)生無色氣體，溶液逐漸變藍(lán)；
②Ⅲ中雙氧水在二氧化錳的催化作用下反應(yīng)生成O₂，方程式為：2H₂O₂

高溫  .

2H₂O+O₂，故答案為：2H₂O₂

高溫  .

2H₂O+O₂；
③蘸NaOH溶液的棉花團(tuán)的作用是吸收NO和空氣中的氧氣反應(yīng)生成的NO₂防止污染環(huán)境，故答案為：吸收氮的氧化物防止污染環(huán)境；
④NO是無色的氣體，要想檢驗(yàn)它的存在可以通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成紅棕色的NO₂，化學(xué)方程式：2NO+O₂=2NO₂，
故答案為：再打開K₃，若觀察到長玻璃管中氣體迅速變?yōu)榧t棕色，則證明余氣含NO，若無顏色變化，則證明不含NO．

點(diǎn)評(píng)：本題通過實(shí)驗(yàn)題的形式考查一氧化氮和硝酸、雙氧水的性質(zhì)，解答本題要注意以下兩點(diǎn)：
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮退�放置的試劑確定各裝置的作用；
（2）三個(gè)開關(guān)K1、K2、K3的開與關(guān)都對(duì)實(shí)驗(yàn)起著重要作．