Question

欲用濃硝酸法（測定反應后生成氣體的量）測定某銅銀合金中銅的質量分數．資料表明：①反應中除生成NO₂氣體外還有少量的NO生成；②常溫下N0₂與N₂O₄混合存在

（1）實驗開始前要先打開A部分的活塞K₁，持續(xù)通一段時間的氮氣再關閉K₁，這樣做的目的是

 

．
（2）裝置B瓶的作用是

 

．
（3）A中反應停止后，打開D中的活塞K₂并通人氧氣，若反應中確有NO產生，則D中應出現的現象是

 

；實驗發(fā)現，通人氧氣溫度的高低對實驗現象有較大影響，則為了便于觀察應通人

 

（填“冷”或“熱”）的氧氣．
（4）為了減少測量誤差，在A中反應完成和D中出現現象后，還應繼續(xù)進行的操作是：

 

．
（5）實驗測得下列數據：所用銅銀合金質量為15.0g，濃硝酸的體積為40mL，濃度為13.5mol?L^-1．實驗后：A中溶液體積為40mL，H⁺濃度為1.0mol?L^-1．若設反應中硝酸既無揮發(fā)也無分解，則：
①參加反應的硝酸的物質的量為

 

；
②若已測出反應后E裝置的生成物含氮元素的質量，則為確定合金中銅的質量分數，還需要測定的數據是

 

．
（6）實驗中只測定銅的質量分數，不驗證NO的產生，則在銅銀合金與硝酸反應后，只需簡單的實驗操作就可以達到目的，請簡述實驗過程

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗探究和數據處理題

分析：（1）通入氮氣是排除裝置中的空氣，避免生成的一氧化氮氣體被氧化為二氧化氮；
（2）B裝置是利用濃硫酸的吸水性吸收氣體中的水蒸氣避免在C中 冷卻后水和二氧化氮反應生成一氧化氮；
（3）一氧化氮和氧氣反應生成紅棕色氣體二氧化氮氣體；溫度高反應速率快；
（4）由于裝置中有殘留的氣體，所以要打開K₁、K₂持續(xù)通入一段時間的N₂和O₂，以把氣體完全排盡；
（5）①硝酸的總的物質的量是0.54mol，剩余硝酸是0.04mol，所以參加反應的硝酸是0.54mol-0.04mol=0.5mol；
②要計算銅質量分數，還需要計算出生成的N₂O₄的質量，所以還需要測量C中燒燒瓶在實驗前后增加的質量；
（6）銅銀合金和硝酸全部反應生成銅鹽和銀鹽，利用A裝置中銀離子和氯離子形成的氯化銀沉淀稱量，計算得到合金中銅的質量分數；

解答： 解：（1）通入氮氣是排除裝置中的空氣，避免生成的一氧化氮氣體被氧化為二氧化氮；
故答案為：排盡裝置中的空氣；
（2）B裝置是利用濃硫酸的吸水性吸收氣體中的水蒸氣避免在C中冷卻后水和二氧化氮反應生成一氧化氮，
故答案為：吸收水蒸氣，防止水蒸氣在C中冷凝后與NO₂反應產生NO；
（3）A中的反應停止后，打開D中的活塞K₂再通入氧氣，若反應中確有NO產生，一氧化氮和氧氣反應生成紅棕色氣體二氧化氮氣體，通入氧氣溫度越高反應速率越快，通入熱的氧氣，
故答案為：出現紅棕色氣體；熱；
（4）由于裝置中有殘留的氣體，所以在A中反應完成和D中出現現象后還須進行的操作是：打開K₁、K₂持續(xù)通入一段時間的N₂和O₂，以把氣體完全排盡；
故答案為：打開K₁、K₂持續(xù)通入一段時間的N₂和O₂；
（5）①硝酸的總的物質的量是0.54mol，剩余硝酸是0.04mol，所以參加反應的硝酸是0.54mol-0.04mol=0.50mol，
故答案為：0.50mol；
②要計算銅質量分數，還需要計算出生成的N₂O₄的質量．所以還需要測量C中燒燒瓶在實驗前后增加的質量，
故答案為：C中圓底燒瓶在實驗前后增加的質量；
（6）銅銀合金和硝酸全部反應生成銅鹽和銀鹽，利用A裝置中銀離子和氯離子形成的氯化銀沉淀稱量，計算得到合金中銅的質量分數，在反應后的混合溶液中A中加入過量的NaCl溶液，過濾后，將沉淀洗滌、干燥，最后稱取所得的AgCl沉淀的質量，再進行計算；
故答案為：在反應后的混合溶液中A中加入過量的NaCl溶液，過濾后，將沉淀洗滌、干燥，最后稱取所得的AgCl沉淀的質量，再進行計算．

點評：本題考查了物質性質的實驗設計，硝酸性質的應用，實驗步驟和產物性質及其反應現象是解題關鍵，題目難度中等．