Question

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）．

可選藥品：稀硝酸、濃硝酸、濃硫酸、NaOH溶液、蒸餾水
查閱資料：A．濃硝酸能將NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO．
B．氫氧化鈉溶液不與NO反應，能與NO₂反應2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O

實驗過程	實驗現(xiàn)象
Ⅰ．檢驗裝置的氣密性	\
Ⅱ．…	\
Ⅲ．打開分液漏斗活塞，將濃硝酸緩慢滴入燒瓶中，關閉活塞．	①中產(chǎn)生大量的紅棕色氣體，紅棕色氣體在②中變?yōu)闊o色，氣體通過③后依然為無色，通過④后變?yōu)榧t棕色

（1）①中發(fā)生反應的離子方程式是

 

．
（2）②中發(fā)生反應的化學方程式是

 

．
（3）裝置②～⑤中盛放的藥品分別是②

 

、③

 

、④

 

、⑤

 

．
（4）Ⅱ的操作是

 

，目的是

 

．
（5）該同學得出結(jié)論所依據(jù)的實驗現(xiàn)象是

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計,硝酸的化學性質(zhì)

專題：實驗設計題

分析：（1）銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮與水；
（2）進入裝置②中的氣體為二氧化氮，二氧化氮與水反應生成硝酸與NO；
（3）①中產(chǎn)生大量的紅棕色氣體即NO₂，紅棕色氣體在②中變?yōu)闊o色即反應消耗二氧化氮，所以②是蒸餾水，氣體通過③后依然為無色，說明不反應，故③為稀硝酸，通過④后變?yōu)榧t棕色，則進入裝置④的氣體為NO，濃硝酸能將NO氧化成NO₂，所以④為濃硝酸，由裝置④出來的尾氣中含有NO、NO₂，NO、NO₂都是有毒氣體，直接排放為污染空氣，所以最后用氫氧化鈉吸收；
（4）裝置中殘存的空氣能氧化NO而對實驗產(chǎn)生干擾；
（5）根據(jù)③中液面上方為無色，④中液面上方變?yōu)榧t棕色判斷．

解答： 解：（1）Cu與濃HNO₃反應生成Cu（NO₃）₂、NO₂、H₂O，反應離子方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）二氧化氮與水反應生成硝酸與NO，反應方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（3）①中產(chǎn)生大量的紅棕色氣體即NO₂，紅棕色氣體在②中變?yōu)闊o色即反應消耗二氧化氮，所以②是蒸餾水，氣體通過③后依然為無色，說明不反應，故③為稀硝酸，通過④后變?yōu)榧t棕色，則進入裝置④的氣體為NO，濃硝酸能將NO氧化成NO₂，所以④為濃硝酸，由裝置④出來的尾氣中含有NO、NO₂，NO、NO₂都是有毒氣體，直接排放為污染空氣，所以最后用氫氧化鈉吸收；故答案為：蒸餾水；稀硝酸；濃硝酸；氫氧化鈉溶液；
（4）由于裝置中殘存的空氣，能氧化NO而對實驗產(chǎn)生干擾，所以滴加濃HNO₃之前需要通入一段時間N₂趕走裝置中的空氣，
故答案為：打開彈簧夾，通一段時間N₂，關閉彈簧夾；趕凈裝置中的空氣（或氧氣）；
（5）根據(jù)③中液面上方為無色，④中液面上方變?yōu)榧t棕色說明一氧化氮不能被稀硝酸氧化而被濃硝酸氧化成二氧化氮；
故答案為：③中液面上方為無色，④中液面上方變?yōu)榧t棕色．

點評：本題主要考查HNO₃的性質(zhì)、物質(zhì)驗證性實驗設計，利用對比的方法判斷硝酸的性質(zhì)，題目難度中等，是對基礎知識與學生綜合能力的考查，理解原理與各裝置作用是解題的關鍵．