Question

5．Ⅰ．乙組同學(xué)用如圖裝置來(lái)證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮，B為一個(gè)用金屬絲固定的干燥管，內(nèi)裝塊狀碳酸鈣固體；E為一個(gè)空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的雙連打氣球．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將B裝置下移，使碳酸鈣與稀硝酸接觸產(chǎn)生氣體，當(dāng)C處產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，立刻將B裝置上提，使之與稀硝酸分離．該組學(xué)生設(shè)計(jì)此步操作的目的產(chǎn)生二氧化碳，排出裝置中的空氣．
（2）將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產(chǎn)生無(wú)色氣體，其反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（3）裝置E中開(kāi)始時(shí)出現(xiàn)淺紅棕色氣體，用F向E中鼓入空氣后，可觀察到燒瓶E內(nèi)氣體顏色加深，產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是二氧化碳密度大于空氣，未能排盡燒瓶中的空氣，少量NO與空氣中的氧氣反應(yīng)生成少量的紅棕色的NO₂；鼓入空氣后，NO與氧氣反應(yīng)，生成大量的紅棕色氣體二氧化氮．
（4）一段時(shí)間后，C中白色沉淀溶解，其原因是二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸使白色沉淀碳酸鈣溶解．
（5）裝置D的作用是吸收尾氣，防止污染大氣．
Ⅱ．已知向含有淀粉的10mL0.2mol/LKIO₃酸性溶液滴滴加0.3mol•L^-1NaHSO₃溶液的過(guò)程中，溶液的顏色先變藍(lán)然后褪色，發(fā)生的離子反應(yīng)如下：
①2IO₃^-+5HSO₃^-=1I₂+5SO₄^2-+1H₂O+3H⁺
②I₂+HSO₃^-+H₂O═2I^-+SO₄^2-+3H⁺
回答下列問(wèn)題
（1）配平離子反應(yīng)方程式①
2IO₃^-+5HSO₃^-=1I₂+5SO₄^2-+1H₂O+3H⁺
（2）根據(jù)①②反應(yīng)寫(xiě)出還原性粒子HSO₃^-、I₂、I^-由強(qiáng)到弱的順序HSO₃^-＞I^-＞I₂；
（3）當(dāng)溶液剛好褪色時(shí)，則消耗的NaHSO₃溶液的體積為20ml；
（4）預(yù)測(cè)已知向含有淀粉的NaHSO₃溶液滴加KIO₃溶液的現(xiàn)象．

Answer 1

分析 Ⅰ、要驗(yàn)證銅與稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮，則應(yīng)將裝置中的O₂排出．當(dāng)B中的CaCO₃與稀硝酸接觸時(shí)，生成CO₂氣體．CO₂氣體可將A中空氣排盡，但由于CO₂的密度大于空氣的密度，因此E中采用向下排空氣法是不能將空氣排盡的．由于E中有殘留的少量O₂，因此當(dāng)有NO生成時(shí)，E中有少量的NO₂生成，從F鼓入空氣時(shí)，E中生成的NO₂增加，紅棕色加深．隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，E中生成的NO₂會(huì)被排入C，在C中與水反應(yīng)生成硝酸，將原來(lái)生成的CaCO₃沉淀溶解．D裝置用來(lái)吸收尾氣，防止污染環(huán)境．
Ⅱ、反應(yīng)①中I元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到0價(jià)，被還原，IO₃^-為氧化劑，S元素化合價(jià)由+4價(jià)升高到+6價(jià)，被氧化，HSO₃^-為還原劑；
反應(yīng)②I元素化合價(jià)由0價(jià)降低到-1價(jià)，I₂為氧化劑，S元素化合價(jià)由+4價(jià)升高到+6價(jià)，被氧化，HSO₃^-為還原劑，以此解答該題．

解答 解：Ⅰ、（1）當(dāng)B中的CaCO₃與稀硝酸接觸時(shí)，生成CO₂氣體．CO₂氣體可將A中空氣排盡，以防止氧化生成的NO，
故答案為：產(chǎn)生二氧化碳，排出裝置中的空氣；
（2）A中產(chǎn)生無(wú)色氣體為NO，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）由于CO₂的密度大于空氣的密度，因此E中采用向下排空氣法是不能將空氣排盡的．由于E中有殘留的少量O₂，因此當(dāng)有NO生成時(shí)，E中有少量的NO₂生成，從F鼓入空氣時(shí)，E中生成的NO₂增加，紅棕色加深，
故答案為：二氧化碳密度大于空氣，未能排盡燒瓶中的空氣，少量NO與空氣中的氧氣反應(yīng)生成少量的紅棕色的NO₂；鼓入空氣后，NO與氧氣反應(yīng)，生成大量的紅棕色氣體二氧化氮；
（4）E中生成的NO₂會(huì)被排入C，在C中與水反應(yīng)生成硝酸，將原來(lái)生成的CaCO₃沉淀溶解，
故答案為：二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸使白色沉淀碳酸鈣溶解；
（5）D裝置用來(lái)吸收尾氣，防止污染環(huán)境，故答案為：吸收尾氣，防止污染大氣．
Ⅱ、反應(yīng)①中I元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到0價(jià)，被還原，IO₃^-為氧化劑，S元素化合價(jià)由+4價(jià)升高到+6價(jià)，被氧化，HSO₃^-為還原劑，反應(yīng)的離子方程式為2IO₃^-+5HSO₃^-=I₂+5SO₄^2-+3H⁺+H₂O，
（1）反應(yīng)①中I元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到0價(jià)，被還原，IO₃^-為氧化劑，S元素化合價(jià)由+4價(jià)升高到+6價(jià)，被氧化，HSO₃^-為還原劑，反應(yīng)的離子方程式為2IO₃^-+5HSO₃^-=I₂+5SO₄^2-+3H⁺+H₂O，
故答案為：2，5，1，5，1，3H⁺；
（2）由反應(yīng)①可知還原性HSO₃^-＞I₂，由反應(yīng)②可知還原性HSO₃^-＞I^-，而還原性I^-＞I₂，則有HSO₃^-＞I^-＞I₂，
故答案為：HSO₃^-＞I^-＞I₂；
（3）n（KIO₃）=0.01L×0.2mol/L=0.002mol，由方程式可知關(guān)系式為：KIO₃～3NaHSO₃，需要0.006molNaHSO₃反應(yīng)，則溶液體積為$\frac{0.006mol}{0.3mol/L}$=0.02L=20mL，
故答案為：20ml；
（4）由反應(yīng)的方程式可以看出向含有淀粉的NaHSO₃溶液滴加KIO₃溶液，發(fā)生6HSO₃^-+2IO₃^-+3H₂O=2I^-+6SO₄^2-+6H⁺，然后發(fā)生IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，可觀察到一開(kāi)始無(wú)明顯現(xiàn)象后變藍(lán)，
答：一開(kāi)始無(wú)明顯現(xiàn)象后變藍(lán)．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查物質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究，涉及硝酸與銅的反應(yīng)以及一氧化氮的性質(zhì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，為高考常�?jiàn)題型，難度中等．