Question

【題目】某化學(xué)興趣小組欲設(shè)計(jì)使用如下裝置探究：銅和一定量的濃硝酸反應(yīng)是否有一氧化氮產(chǎn)生。(假設(shè)氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況，導(dǎo)氣管中氣體體積忽略不計(jì)，不考慮濃硝酸的揮發(fā)，且忽略反應(yīng)中的溶液體積變化)

試回答下列問題：

（1）銅粉的作用是___________________；將銅粉分散在是石棉絨中的原因_____________。

（2）在銅和濃硝酸反應(yīng)前，關(guān)閉k3，打開k1、k2 ,擠壓打氣球，經(jīng)A、B、C反應(yīng)后，進(jìn)入D中的氣體是_____(填化學(xué)式)。

（3）關(guān)閉k1、k2，打開k3，由分液漏斗向D中滴加濃硝酸。待Cu和濃硝酸反應(yīng)結(jié)束后，再通過分液漏斗向D中加入CCl4至滿。則D中一定發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：____________；

（4）E裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。

（5）從E裝置所得溶液中取出25.00mL，用0.1000 mol/L的NaOH溶液進(jìn)行中和，當(dāng)恰好呈中性時(shí)消耗NaOH溶液18.00mL，則E中所得硝酸的物質(zhì)的量濃度為_________mol/L，若實(shí)驗(yàn)測得F裝置所收集到的氣體體積為139.00 mL，則氣體的成分為_________(填化學(xué)式)，則銅和一定量的濃硝酸反應(yīng)有______ mL NO生成。

Answer 1

【答案】 除去空氣中的氧氣，防止干擾實(shí)驗(yàn) 增大銅粉與氧的接觸面積使反應(yīng)充分 N2 Cu+2NO－ 3+4H+＝Cu2++2NO2↑+2H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO 0.0720 N2 和NO 8.36

【解析】（1）銅粉的作用是除去空氣中的氧氣，防止干擾實(shí)驗(yàn)；將銅粉分散在是石棉絨中的原因增大銅粉與氧的接觸面積使反應(yīng)充分；（2）氣球中的空氣成分主要是氧氣、氮?dú)�、二氧化碳、水蒸氣等，通過氫氧化鈉溶液除去二氧化碳，通過濃硫酸除去水蒸氣；C裝置是反應(yīng)掉空氣中的氧氣，所以進(jìn)入D裝置的氣體主要是N2；（3）關(guān)閉K1、K2，打開K3，由分液漏斗向D中滴加濃硝酸，一定發(fā)生的反應(yīng)是銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，可能發(fā)生的反應(yīng)是濃硝酸變稀后和銅的反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水；因此D中一定發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O；（4）E裝置中二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NO2+H2O=2HNO3+NO；（5）從E裝置所得溶液中取出25．00mL，用0．1000mol/L的NaOH溶液滴定，當(dāng)?shù)味ㄍ瓿珊笙�耗NaOH溶液18．00mL，則設(shè)硝酸濃度為C，發(fā)生的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是H++OH-=H2O，所以25．00mL×C＝18．00mL×0．1000mol/L，解得C＝0.0720mol/L； E裝置中生成的硝酸溶液體積為100mL，濃度為0．0720mol/L，所以生成硝酸物質(zhì)的量為0.0072mol，根據(jù)化學(xué)方程式3NO2+H2O＝2HNO3+NO，生成的一氧化氮?dú)怏w物質(zhì)的量為0.0036mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積=0.0036mol×22.4L/mol＝0.08064L=80.64ml，而試管中原有50 mL N2，二者之和為80.64 mL+ 50 mL＝130.64 mL。而測得F裝置所收集到的氣體體積為139.00 mL，說明生成NO2的同時(shí)有NO生成，且生成的NO體積為139.00mL – 130.64 mL＝8.36 mL。