Question

4．把小塊木炭在酒精燈上燒至紅熱，迅速投入熱的濃硝酸中，發(fā)生劇烈反應(yīng)，同時(shí)有大量紅棕色氣體產(chǎn)生，液面上木炭迅速燃燒發(fā)出光亮．
（1）寫出紅熱木炭被熱的濃硝酸氧化為CO₂的化學(xué)方程式C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（2）木炭與濃硝酸反應(yīng)過程中還伴隨著濃硝酸的分解，除了產(chǎn)生氧氣外，也產(chǎn)生紅棕色氣體．相同條件下該分解反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣與紅棕色氣體的體積之比為1：4．
（3）某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)“木炭在液面上迅速燃燒發(fā)出光亮”的原因做出3個(gè)猜想：
猜想一：甲同學(xué)認(rèn)為空氣中O₂支持木炭燃燒
猜想二：乙同學(xué)認(rèn)為濃硝酸分解產(chǎn)生的O₂支持木炭燃燒
猜想三：丙同學(xué)認(rèn)為反應(yīng)產(chǎn)生的NO₂支持木炭燃燒
①根據(jù)木炭在空氣中燃燒的現(xiàn)象，甲同學(xué)的猜想明顯不合理，理由是木炭在空氣中燃燒，只產(chǎn)生紅熱現(xiàn)象．
②理論分析乙同學(xué)的猜想也不正確，原因是濃硝酸分解產(chǎn)生O₂和NO₂為1：4，按照二者比例，產(chǎn)生的氧氣濃度與空氣相近．
③要證實(shí)丙同學(xué)的猜想，還需補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)方案是在收集滿NO₂的試管中伸進(jìn)一塊帶火星的木炭，若木炭立即復(fù)燃，反應(yīng)完成后，加入少量澄清石灰水振蕩，產(chǎn)生白色沉淀（渾濁），說明起助燃作用的氣體是NO₂（請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論）．

Answer 1

分析 （1）碳與濃硝酸生成二氧化碳、二氧化氮和水；
（2）濃硝酸的分解，產(chǎn)生氧氣和紅棕色氣體二氧化氮，據(jù)此書寫方程式可得；
（3）①木炭在氧氣中燃燒只有紅熱現(xiàn)象；
②根據(jù)（2）可知濃硝酸分解產(chǎn)生氧氣與二氧化氮為1：4，與空氣類似，與甲猜想相似；
③丙猜想認(rèn)為反應(yīng)產(chǎn)生的NO₂支持木炭燃燒，故按照該想法可以將碳在純凈的NO₂中燃燒，應(yīng)該生成二氧化碳?xì)怏w，檢驗(yàn)二氧化碳即可．

解答 解：（1）碳與濃硝酸生成二氧化碳、二氧化氮和水，反應(yīng)方程式為：C+4HNO₃（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
故答案為：C+4HNO₃（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）濃硝酸的分解，產(chǎn)生氧氣和紅棕色氣體二氧化氮，反應(yīng)為：4HNO₃=O₂↑+4NO₂↑+2H₂O，故該分解反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣與紅棕色氣體的體積之比為1：4；
故答案為：1：4；
（3）①木炭在液面上迅速燃燒發(fā)出光亮，甲猜想為空氣中O₂支持木炭燃燒，木炭在空氣中燃燒，只產(chǎn)生紅熱現(xiàn)象，故該猜想不合理；
故答案為：木炭在空氣中燃燒，只產(chǎn)生紅熱現(xiàn)象；
②根據(jù)（2）可知濃硝酸分解產(chǎn)生O₂和NO₂為1：4，按照二者比例，產(chǎn)生的氧氣濃度與空氣相近，故也應(yīng)只產(chǎn)生紅色現(xiàn)象，乙猜想不合理；
故答案為：濃硝酸分解產(chǎn)生O₂和NO₂為1：4，按照二者比例，產(chǎn)生的氧氣濃度與空氣相近；
③丙猜想認(rèn)為反應(yīng)產(chǎn)生的NO₂支持木炭燃燒，故按照該想法可以將碳在純凈的NO₂中燃燒，應(yīng)該生成二氧化碳?xì)怏w，用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳即可，具體方法為：在收集滿NO₂的試管中伸進(jìn)一塊帶火星的木炭，若木炭立即復(fù)燃，反應(yīng)完成后，加入少量澄清石灰水振蕩，產(chǎn)生白色沉淀（渾濁），說明起助燃作用的氣體是NO₂；
故答案為：在收集滿NO₂的試管中伸進(jìn)一塊帶火星的木炭，若木炭立即復(fù)燃，反應(yīng)完成后，加入少量澄清石灰水振蕩，產(chǎn)生白色沉淀（渾濁），說明起助燃作用的氣體是NO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)和書寫化學(xué)方程式的能力，尤其是對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的分析要求較高，要求學(xué)生有較高的邏輯推理能力和扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基本功能，注意知識(shí)的歸納和梳理是解題的關(guān)鍵，難度較大．