Question

14．硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，濃度不同生成的還原產(chǎn)物也可能不同．某興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究．
【查閱資料】
a．鎂與硝酸反應(yīng)生成各氣體產(chǎn)物成分及含量隨HNO₃濃度變化曲線如圖1所；
b．NO₂沸點(diǎn)為21℃；NO沸點(diǎn)為-151℃；
c.2NO₂+2OH^-═NO₃^-+NO₂^-+H₂O，NO+NO₂+2OH^-═2NO₂^-+H₂O．
【實(shí)驗(yàn)探究】該小組擬選用如圖2所示裝置探究鎂與4mol•L^-1硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物．為了證明該反應(yīng)中生成氮氧化物，請你選擇適當(dāng)?shù)难b置并甲乙連接（部分裝置可重復(fù)使用）．

（1）①a儀器的名稱是分液漏斗．
②該實(shí)驗(yàn)反應(yīng)初始時(shí)，裝置A中生成的氣體中最多的是NO（忽略燒瓶中存在的O₂）．
③裝置的連接順序?yàn)锳→BCDC．
（2）連接好裝置后，向裝置D中通入微過量的O₂．
①證明氣體產(chǎn)物中有NO生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是C中酚酞溶液不褪色，D裝置中有紅棕色氣體出現(xiàn)．
②最后從裝置中逸出的氣體主要是氮?dú)夂蜌錃猓?br />（3）寫出裝置C的兩個(gè)作用：①吸收未被冷卻的二氧化氮，②吸收剩余二氧化氮?dú)怏w，防止污染空氣．
（4）實(shí)驗(yàn)中硝酸被鎂還原的產(chǎn)物除氣體外，溶液中還可能有一種還原產(chǎn)物，這種還原產(chǎn)物可能是硝酸銨（填化學(xué)式），請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想取少量A中溶液于試管中，加入過量濃氫氧化鈉溶液，用濕潤的粉紅色石蕊試紙放在試管口，微熱試管如果紅色石蕊試紙變藍(lán)，則可證明銨根離子產(chǎn)生，產(chǎn)物中含硝酸銨．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)裝置圖可知儀器a的名稱為分液漏斗；
②圖象分析可知，4mol/L硝酸和鎂發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成的氣體中主要是NO、NO₂，其中NO體積分?jǐn)?shù)最大；
③圖象分析可知，裝置A中鎂與4mol•L^-1硝酸反應(yīng)生成硝酸鎂、二氧化氮、一氧化氮和水，NO₂沸點(diǎn)為21℃，通過裝置B中冰鹽冷卻劑，二氧化氮冷卻，通入裝置D，通入氧氣裝置D中生成紅棕色氣體二氧化氮，最后剩余的二氧化氮?dú)怏w通過氫氧化鈉溶液吸收防止污染空氣；
（2）①一氧化氮為無色氣體，遇到空氣中的氧氣能被氧化成紅棕色的二氧化氮；
②在D裝置中一氧化氮被氧化成二氧化氮二氧化氮被氫氧化鈉吸收，氫氣和氮?dú)獠荒鼙晃�收�?br />（3）前一個(gè)C裝置是吸收未被冷卻的二氧化氮，在D裝置中一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮被裝置C中氫氧化鈉溶液吸收；
（4）硝酸被還成氮的氧化物都為氣體，如果不是氣體根據(jù)化合升降規(guī)則可知，應(yīng)為銨鹽，可以用氫氧化鈉溶液及紅色石飯蕊試紙檢驗(yàn)．

解答 解：（1）①根據(jù)裝置圖可知儀器a的名稱為分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
②圖象分析可知在硝酸濃度4mol/L，該實(shí)驗(yàn)反應(yīng)初始時(shí)，裝置A中生成的氣體中最多的是NO，
故答案為：NO；
③圖象分析可知，裝置A中鎂與4mol•L^-1硝酸反應(yīng)生成硝酸鎂、二氧化氮、一氧化氮和水，NO₂沸點(diǎn)為21℃，通過裝置B中冰鹽冷卻劑，二氧化氮冷卻，通入裝置D，通入氧氣裝置D中生成紅棕色氣體二氧化氮，最后剩余的二氧化氮?dú)怏w通過氫氧化鈉溶液吸收防止污染空氣，裝置的連接順序?yàn)锳BCDC，
故答案為：BCDC；
（2）①一氧化氮為無色氣體，遇到空氣中的氧氣能被氧化成紅棕色的二氧化氮，所以看到C中酚酞溶液不褪色，D裝置中有紅棕色氣體出現(xiàn)，則證明體產(chǎn)物中有NO生成，
故答案為：C中酚酞溶液不褪色，D裝置中有紅棕色氣體出現(xiàn)；
②在D裝置中一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮被氫氧化鈉吸收，氫氣和氮?dú)獠荒鼙晃�收，所以從后一個(gè)C裝置中逸出的氣體主要是氮?dú)夂蜌錃猓?br />故答案為：氮?dú)夂蜌錃猓?br />（3）前一個(gè)C裝置是吸收未被冷卻的二氧化氮，防止其對后面一氧化氮的檢驗(yàn)產(chǎn)生影響，在D裝置中一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮被裝置C中氫氧化鈉溶液吸收，防止污染空氣；
故答案為：吸收未被冷卻的二氧化氮；吸收剩余二氧化氮?dú)怏w，防止污染空氣；
（4）硝酸被還成氮的氧化物都為氣體，如果不是氣體根據(jù)化合升降規(guī)則可知，應(yīng)為銨鹽，生成的為硝酸銨，可以在所得溶液中加入濃氫氧化鈉溶液并微熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，如果紅色石蕊試紙變藍(lán)，則可證明的銨根離子產(chǎn)生，產(chǎn)物中含有硝酸銨，
故答案為：硝酸銨；取少量A中溶液于試管中，加入過量濃氫氧化鈉溶液，用濕潤的粉紅色石蕊試紙放在試管口，微熱試管如果紅色石蕊試紙變藍(lán)，則可證明銨根離子產(chǎn)生，產(chǎn)物中含硝酸銨．

點(diǎn)評 本題考查反應(yīng)產(chǎn)物的測定、對實(shí)驗(yàn)原理與裝置的理解、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對知識的綜合考查，需要學(xué)生具有知識的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識分析問題、解決問題的能力．