Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組欲探究濃硝酸的性質(zhì)。

Ⅰ.木炭與濃硝酸反應(yīng)：

（1）甲同學(xué)設(shè)計(jì)了圖1裝置，認(rèn)為若有紅棕色氣體產(chǎn)生就說明木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)。寫出木炭與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________。

（2）乙同學(xué)認(rèn)為紅棕色氣體不能作為木炭與濃硝酸反應(yīng)的證據(jù)，其理由是____。

（3）乙同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2裝置實(shí)驗(yàn)，木炭能燃燒，并產(chǎn)生紅棕色氣體。針對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，乙同學(xué)做出如下假設(shè)：

假設(shè)a：_____________________________；

假設(shè)b：紅熱木炭使HNO3分解產(chǎn)生NO2，NO2可能具有助燃性，木炭燃燒；

假設(shè)c：紅熱木炭使HNO3分解產(chǎn)生O2，木炭與O2反應(yīng)燃燒；

假設(shè)d：紅熱木炭使HNO3分解產(chǎn)生NO2和O2，共同影響木炭的燃燒；

……

（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明假設(shè)b成立，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。

①實(shí)驗(yàn)方法：_________________。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：木炭在該氣體中持續(xù)燃燒，火焰迅速變亮，集氣瓶中氣體顏色變淺直至無色，產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，且遇空氣不變色。

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫出木炭與此氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。

Ⅱ.設(shè)計(jì)硝酸在不同條件下分解實(shí)驗(yàn)，方案見下表：

裝置
操作 及 現(xiàn)象	先點(diǎn)燃ⅰ處酒精燈，溶液沸騰后沒有觀察到紅棕色氣體產(chǎn)生。然后撤走ⅰ處酒精燈，點(diǎn)燃ⅱ處酒精燈并加熱試管中部，很快看到大量紅棕色氣體產(chǎn)生	光照8小時(shí)，溶液不變黃	光照幾分鐘后看到液面上方出現(xiàn)紅棕色，溶液變黃

（5）分析上述現(xiàn)象，得出使硝酸成功分解的關(guān)鍵是_____________。

Answer 1

【答案】 C+4HNO3（濃） CO2↑+4NO2↑+2H2O 硝酸分解也能產(chǎn)生紅棕色NO2氣體 紅熱木炭直接和硝酸蒸氣反應(yīng) 將紅熱的木炭伸入盛有NO2氣體的集氣瓶中 2NO2＋2C N2＋2CO2 光照或加熱硝酸蒸氣（或硝酸分子）分解

【解析】（1）木炭與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色氣體二氧化氮，同時(shí)碳被氧化生成二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+4HNO3（濃） CO2↑+4NO2↑+2H2O；（2）硝酸分解也能產(chǎn)生紅棕色NO2氣體，故紅棕色氣體不能作為木炭與濃硝酸反應(yīng)的證據(jù)；（3）加熱濃硝酸，硝酸上面的紅熱木炭能燃燒，并產(chǎn)生紅棕色氣體。故可能為：紅熱木炭直接和硝酸蒸氣反應(yīng)；紅熱木炭使HNO3分解產(chǎn)生NO2，NO2可能具有助燃性，木炭燃燒；紅熱木炭使HNO3分解產(chǎn)生O2，木炭與O2反應(yīng)燃燒；紅熱木炭使HNO3分解產(chǎn)生NO2和O2，共同影響木炭的燃燒；（4）①實(shí)驗(yàn)方法：將紅熱的木炭伸入盛有NO2氣體的集氣瓶中；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：木炭在該氣體中持續(xù)燃燒，火焰迅速變亮，集氣瓶中氣體顏色變淺直至無色，產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，且遇空氣不變色。據(jù)此，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NO2＋2C N2＋2CO2；（5）根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加熱硝酸溶液沸騰后，點(diǎn)燃ⅱ處酒精燈并加熱試管中部，很快看到大量紅棕色氣體產(chǎn)生，應(yīng)該是加熱硝酸蒸氣或硝酸分子分解；光照一段時(shí)間，試管充滿硝酸蒸氣，再光照幾分鐘后看到看到液面上方出現(xiàn)紅棕色，溶液變黃，綜上得光照或加熱硝酸蒸氣（或硝酸分子）分解。