Question

17．某活動(dòng)小組進(jìn)行了以下探究實(shí)驗(yàn)．
（1）Ⅰ．利用如圖1裝置（裝置氣密性已檢查完畢）驗(yàn)計(jì)NO的還原性及探究工業(yè)生產(chǎn)硝酸的原理．

（1）向廣口瓶中通入NO并測(cè)定NO的體積．
打開K₁、K₂、K₃從滴定管（填“a”“b”或“滴定管”）向廣口瓶中加水，直到將廣口瓶中空氣全部排出，調(diào)整液面并記錄滴定管的刻度．關(guān)閉K₂，從導(dǎo)管a通入一定量的NO，可通過(guò)記錄滴定管液面的示數(shù)變化來(lái)測(cè)定NO的體積，準(zhǔn)確測(cè)定NO體積的主要操作為關(guān)閉K₂，打開K₃，K₁，通入NO并調(diào)整滴定管液面與①中液面相平，再次記錄滴定管刻度．
（2）驗(yàn)證NO的還原性；探究工業(yè)生產(chǎn)硝酸的原理．
關(guān)閉K₁、K₃，打開K₂，從導(dǎo)管b緩緩?fù)ㄈ隣₂，可觀察到的現(xiàn)象是氣體先變?yōu)榧t棕色然后逐漸變淡，繼續(xù)通入O₂，打開K₃，直至廣口瓶中剛好充滿液體，此時(shí)通入氧氣的體積為25.2 mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則廣口瓶中原充入NO氣體體積為33.6mL；所得溶液的物質(zhì)的量濃度為$\frac{1}{22.4}$mol/L．
Ⅱ．硝酸在工農(nóng)業(yè)及軍事上都有著非常重要的作用，以下是實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯的裝置，試回答下列問(wèn)題：
（1）反應(yīng)需在50～60℃的溫度下進(jìn)行，圖2中給反應(yīng)物加熱方法的優(yōu)點(diǎn)是受熱均勻，便于控制溫度；
（2）在配制混合酸時(shí)應(yīng)將濃硫酸加入到濃硝酸中去；
（3）該反應(yīng)的化學(xué)方程式是；
（4）反應(yīng)完畢后，所得粗產(chǎn)品用如下操作精制：
①蒸餾�、谒�洗　③用干燥劑干燥�、苡�10%的NaOH溶液洗
正確的操作順序是B．
A．①②③④②B．②④②③①C．④②③①②D．②④①②③

Answer 1

分析 I．（1）NO易與氧氣反應(yīng)，通過(guò)測(cè)量所排出液體的體積從而得到氣體體積，廣口瓶①中應(yīng)充滿水，為便于水進(jìn)入廣口瓶，可以從滴定管向其中加水，廣口瓶①中壓強(qiáng)均與外界相同，通過(guò)調(diào)節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時(shí)再讀取體積；
（2）NO易與氧氣反應(yīng)生成紅棕色的NO₂，NO₂又與水反應(yīng)；通入的氧氣與NO按4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃恰好完全反應(yīng)，為硝酸溶液，溶液的體積即為原NO的體積，據(jù)此求出硝酸的物質(zhì)的量與溶液體積的關(guān)系，利用c=$\frac{n}{V}$計(jì)算；
Ⅱ．（1）實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯，反應(yīng)需在50～60℃的溫度下進(jìn)行，通常用水浴加熱的方法，水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是受熱均勻，便于控制溫度；
（2）根據(jù)濃硫酸稀釋的注意事項(xiàng)可知，為防止瀑沸和硝酸的揮發(fā)，在配制混合酸時(shí)應(yīng)將濃硫酸加到濃硝酸中；
（3）實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯，是用硝酸與苯在濃硫酸作催化劑的條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成硝基苯；
（4）反應(yīng)完畢后，所得粗產(chǎn)品中常含有苯、硝酸、硫酸等雜質(zhì)，精制時(shí)可先用水洗，再用10%的NaOH溶液洗，再用水洗，再干燥后蒸餾，據(jù)此答題．

解答 解：I （1）NO易與氧氣反應(yīng)，通過(guò)測(cè)量所排出液體的體積從而得到氣體體積，廣口瓶①中應(yīng)充滿水，為便于水進(jìn)入廣口瓶，可以從滴定管向其中加水，廣口瓶①中壓強(qiáng)均與外界相同，通過(guò)調(diào)節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時(shí)再讀取體積．具體操作為：關(guān)閉K₂，打開K₃，K₁，通入NO并調(diào)整滴定管液面與①中液面相平，再次記錄滴定管刻度，
故答案為：滴定管；關(guān)閉K₂，打開K₃，K₁，通入NO并調(diào)整滴定管液面與①中液面相平，再次記錄滴定管刻度；
（2）NO易與氧氣反應(yīng)2NO+O₂═2NO₂ 生成紅棕色的NO₂，NO₂又與水反應(yīng)3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，顏色變淺，
令NO的體積為VL，由4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃可知，所得溶液為硝酸溶液，由4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃可知，通入氧氣的體積為25.2 mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí)，n（HNO₃）=n（NO）=$\frac{4}{3}$×$\frac{25.2mL}{22.4L/mol}$，此時(shí)溶液的體積即為原NO的體積，所以V=$\frac{4}{3}×25.2mL$=33.6mL，所以，c（HNO₃）=$\frac{n（HNO3）}{V}$=$\frac{\frac{4}{3}×\frac{25.2}{22.4}}{\frac{4}{3}×25.2}$mol/L=$\frac{1}{22.4}$mol/L．
故答案為：氣體先變?yōu)榧t棕色然后逐漸變淡；33.6；$\frac{1}{22.4}$mol/L；
Ⅱ．（1）實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯，反應(yīng)需在50～60℃的溫度下進(jìn)行，通常用水浴加熱的方法，水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是受熱均勻，便于控制溫度，
故答案為：受熱均勻，便于控制溫度；
（2）根據(jù)濃硫酸稀釋的注意事項(xiàng)可知，為防止瀑沸和硝酸的揮發(fā)，在配制混合酸時(shí)應(yīng)將濃硫酸加到濃硝酸中，
故答案為：濃硫酸；濃硝酸；
（3）實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯，是用硝酸與苯在濃硫酸作催化劑的條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成硝基苯，反應(yīng)方程式，
故答案為：；
（4）反應(yīng)完畢后，所得粗產(chǎn)品中常含有苯、硝酸、硫酸等雜質(zhì)，精制時(shí)可先用水洗，再用10%的NaOH溶液洗，再用水洗，再干燥后蒸餾，所以操作順序是②④②③①，故選B．

點(diǎn)評(píng) 關(guān)鍵是準(zhǔn)確讀取液面，為了較準(zhǔn)確地測(cè)量氣體的體積，讀數(shù)應(yīng)在保證內(nèi)外氣壓相等的條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時(shí)再讀取體積