Question

【題目】某研究性學習小組，用下列儀器、藥品驗證足量合金(由Cu、Fe、Zn三種物質組成)和適量濃硝酸反應產(chǎn)生的氣體中含NO(N2和O2的用量可自由控制，氣體液化溫度：NO2：21℃，NO：-152℃)

(1)在圖2中選擇恰當?shù)膬x器將圖1補充完整，所選擇儀器的連接順序(按左→右連接，填各儀器編號)為_________.

(2)反應前先通入N2目的是_______________________________________.

(3)確認氣體中含NO的現(xiàn)象是_____________________________________.

(4)本題中，濃硝酸(含溶質a mol)完全反應，還原產(chǎn)物只有NO和NO2，被還原硝酸的物質的量n的取值范圍為_________________________________________。

Answer 1

【答案】EDF 排盡裝置中的空氣，防止NO被氧化 D中燒瓶內(nèi)通入O2后，無色氣體變成紅棕色 a/4 mol＜ n ＜ a/2 mol

【解析】

本題考查的是金屬和濃硝酸的反應。

①涉及的方程式為，

，

，

，

，

②驗證足量合金(由Cu、Fe、Zn三種物質組成)和適量濃硝酸反應產(chǎn)生的氣體中是否含NO反應前先通入N2排盡裝置中的空氣，防止NO被氧化，其次要排除NO2的干擾，可根據(jù)信息提示“NO2的液化溫度為21℃，NO的液化溫度為-152℃”將剩余氣體通過E裝置，NO2會液化，若含有NO，沒有達到NO的液化溫度，NO不會液化。再將剩余氣體通過D裝置，向D中燒瓶內(nèi)通入O2后，若無色氣體變成紅棕色，則證明氣體中含有NO。

（1）合金(由Cu、Fe、Zn三種物質組成)和適量濃硝酸反應產(chǎn)生的氣體有NO2，隨著反應的進行濃硝酸濃度越來越小逐漸變?yōu)橄∠跛�，還可能會產(chǎn)生一部分NO，另外產(chǎn)生的氣體中還會攜帶一部分水蒸氣。首先將混合氣體通過B裝置，B裝置中的無水氯化鈣是干燥劑，可以除去水蒸氣。由于NO2的液化溫度為21℃，NO的液化溫度為-152℃，將剩余氣體通過E裝置，NO2會液化，若含有NO，沒有達到NO的液化溫度，NO不會液化。再將剩余氣體通過D裝置，向D中燒瓶內(nèi)通入O2后，若無色氣體變成紅棕色，則證明氣體中含有NO。NO2和NO任意排放會污染空氣，最終氣體應通入到F中用氫氧化鈉吸收。通過分析可知圖1中缺少儀器的連接順序為EDF。本小題答案為：EDF。

（2）反應前先通入N2目的是排盡裝置中的空氣，防止NO被氧化。本小題答案為：排盡裝置中的空氣，防止NO被氧化。

（3）由（1）中分析可知確認氣體中含NO的現(xiàn)象是向D中燒瓶內(nèi)通入O2后，無色氣體變成紅棕色。本小題答案為：D中燒瓶內(nèi)通入O2后，無色氣體變成紅棕色。

（4）合金中的金屬和濃硝酸反應，若生成的氣體全部是NO2，則有1/2的濃硝酸被還原，即有a/2 mol的濃硝酸被還原；若生成的氣體全部是NO，則有1/4的濃硝酸被還原，即有a/4 mol的濃硝酸被還原。因為生成的氣體只有NO和NO2，所以被還原硝酸的物質的量n的取值范圍為a/4 mol＜ n ＜ a/2 mol。