Question

某同學(xué)利用如圖裝置制NO并進(jìn)行相關(guān)實驗探究。

（1）寫出制備NO的反應(yīng)方程式                                       
（2）收集的氣體與空氣混合后變紅色，這說明NO具有_____性。 
（3）制備NO的步驟如下： 
1按圖所示連接好裝置；
2取下注射器，通過U型長管加入稀硝酸至接近U型短管的銅絲 
3在針頭上安裝好注射器，抽出U型短管中的所有空氣；然后拔出注射器，并排盡注射器中的空氣。 
4待硝酸與銅絲分離后，用已排除空氣的注射器抽出生成NO，將注射器針頭插入橡皮塞中以封口。 
在上述操作中遺漏的一個步驟是            ，在步驟3中可以觀察到的現(xiàn)象為                     。                         
（4）在銅絲上綁上石墨的作用是                                 。
（5）若將稀硝酸換成濃硝酸，則可制取NO₂氣體。請你用注射器收集NO₂氣體并完成“外界因素對化學(xué)平衡移動影響”實驗探究，相關(guān)內(nèi)容填在下面表格。（只完成一個影響因素的探究，其他實驗用品自選）已知
2NO₂(g) N₂O₄(g) △H ＜0；N₂O₄為無色氣體。 

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①分別用兩支注射器收集NO2，并將注射器針頭插入橡皮塞中以封口�！　� ②_____________________　　 _______________________　　 ________________________　　 _______________________　　 ________________________	_______________________　　 ________________________　　 _______________________　　 ________________________　　 _______________________　　 _______________________　　 ________________________　　 _______________________	_______________________　　 ________________________　　 _______________________　　 ________________________　　 _______________________　　 _______________________　　 ________________________　　 _______________________

 

Answer 1

（1）3Cu+8HNO₃(稀)=3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O(2分) 
（2）還原 (2分) 
（3）檢查裝置的氣密性(2分)；u型管短管中溶液與銅絲接觸反應(yīng)；有氣泡產(chǎn)生，溶液變藍(lán)色，銅絲減少(2分) 
（4）形成原電池，加快反應(yīng)速率(2分) 
（5）方案一： 

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
②將二支注射器分別插入裝有熱水、冰水的燒杯中（1分）；幾分鐘后拿出作對比。（1分）	浸入熱水的注射器中的氣體顏色變深；（1分）  浸入冰水的注射器中的氣體顏色變淺。（1分）	在其他條件不變的情況下（1分），溫度升高，會使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動；溫度降低會使化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)的方向移動（1分）（只答一方面也給1分）

 
或：方案二： 

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
②將一支注射器的活塞迅速往里推到一定位置，然后與另一支注射器的氣體作對比（1分）；回復(fù)原狀后再將注射器的活塞迅速往外拉到一定位置，然后與另一支注射器的氣體作對比（1分）	迅速推動注射器，針管內(nèi)氣體顏色先變深后慢慢變淺（1分）；迅速拉伸注射器時，針管內(nèi)氣體顏色先變淺后深慢慢變深。（1分）	在其他條件不變的情況下（1分），增大壓強(qiáng)，會使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動；減小壓強(qiáng)，會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。（1分）（只答一方面也給1分）

 

試題分析：（1）從右圖裝置可以看出，該裝置利用銅絲和稀硝酸接觸反應(yīng)制備NO，所以發(fā)生的反應(yīng)方程式為：3Cu+8HNO₃(稀)=3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O。
（2）NO與空氣混合變紅是由于NO被O2氧化生成了紅棕色的NO2，所以體現(xiàn)了NO較強(qiáng)的還原性。
（3）該裝置是一個制備NO氣體的實驗裝置，制備氣體的裝置都要檢查裝置的氣密性，所以在所給出的步驟中漏了檢查氣密性的步驟。該裝置用注射器抽走U形管左側(cè)液面上方的空氣后壓強(qiáng)減小，所以液體硝酸會充滿左端并與金屬Cu接觸發(fā)生反應(yīng)，所以發(fā)生反應(yīng)后觀察到的實驗現(xiàn)象是U型管短管中溶液與銅絲接觸反應(yīng)，有氣泡產(chǎn)生，溶液變藍(lán)色，銅絲溶解減少；由于有氣體產(chǎn)生左邊液面下降，右邊液面上升。
（4）在銅絲上綁上石墨，石墨并不參與反應(yīng)，但是石墨可以和銅絲構(gòu)成原電池，石墨作正極，所以可以加快反應(yīng)制備NO氣體。
（5)本題要注意的是題目要求實驗探究的目的是外界因素對化學(xué)平衡移動影響，所以實驗中應(yīng)該在其他條件不變的情況下，改變某一條件，從而觀察現(xiàn)象，由現(xiàn)象得出該反應(yīng)的實驗結(jié)論。給出的已知反應(yīng)方程式能提供的信息是反應(yīng)有氣體參加且正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，NO2有顏色，而N₂O₄ 無色。所以能夠控制的使該反應(yīng)平衡發(fā)生改變的條件可以是壓強(qiáng)（容器體積）和溫度。由于注射器做容器已經(jīng)在步驟①固定，所以還需要實驗的步驟就是改變條件了，要利用好教材中出現(xiàn)的該實驗，同時也不要受教材中出現(xiàn)的實驗影響而去改變?nèi)萜�，所以合理的實驗如下表：方案一�?nbsp;

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
②將二支注射器分別插入裝有熱水、冰水的燒杯中（1分）；幾分鐘后拿出作對比。（1分）	浸入熱水的注射器中的氣體顏色變深；（1分）  浸入冰水的注射器中的氣體顏色變淺。（1分）	在其他條件不變的情況下（1分），溫度升高，會使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動；溫度降低會使化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)的方向移動（1分）（只答一方面也給1分）

 
或：方案二： 

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
②將一支注射器的活塞迅速往里推到一定位置，然后與另一支注射器的氣體作對比（1分）；回復(fù)原狀后再將注射器的活塞迅速往外拉到一定位置，然后與另一支注射器的氣體作對比（1分）	迅速推動注射器，針管內(nèi)氣體顏色先變深后慢慢變淺（1分）；迅速拉伸注射器時，針管內(nèi)氣體顏色先變淺后深慢慢變深。（1分）	在其他條件不變的情況下（1分），增大壓強(qiáng)，會使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動；減小壓強(qiáng)，會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。（1分）（只答一方面也給1分）