Question

欲用濃硝酸法（測(cè)定反應(yīng)后生成氣體的量）測(cè)定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但資料表明：①反應(yīng)中除生成NO₂氣體外還會(huì)有少量的NO生成；②常溫下NO₂和N₂O₄混合存在，在低于0℃時(shí)幾乎只有無(wú)色的N₂O₄液體或晶體存在．為完成測(cè)定并驗(yàn)證確有NO生成，有人設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要先打開(kāi)A部分的活塞K₁，持續(xù)通一段時(shí)間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K₁，這樣做的目的是

 

．
（2）裝置B瓶的作用是

 

．
（3）A中的反應(yīng)停止后，打開(kāi)D中的活塞K₂，并通入氧氣，若反應(yīng)確有NO產(chǎn)生，則D中應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是

 

；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通入氧氣溫度的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有較大影響，則為便于觀察應(yīng)通入

 

（填“冷”或“熱”）的氧氣．
（4）為減小測(cè)量誤差，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的操作是

 

．
（5）實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質(zhì)量：15.0g、濃硝酸：40mL13.5mol/L；實(shí)驗(yàn)后A中溶液體積：40mL、H⁺濃度1.0mol/L．若設(shè)反應(yīng)中硝酸既無(wú)揮發(fā)也無(wú)分解，則：
①參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為

 

；
②若已測(cè)出反應(yīng)后E裝置的生成物中含氮元素的質(zhì)量，則為確定合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)還需要測(cè)定的數(shù)據(jù)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要先打開(kāi)A部分的活塞K₁，持續(xù)通一段時(shí)間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K₁，排盡裝置中的空氣，滴入濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮和一氧化氮?dú)怏w，干燥后通過(guò)裝置C，在低于0℃時(shí)幾乎只有無(wú)色的N₂O₄液體或晶體存在，A中的反應(yīng)停止后，打開(kāi)D中的活塞K₂，并通入氧氣，若反應(yīng)確有NO產(chǎn)生，則D中出現(xiàn)紅棕色氣體，說(shuō)明有一氧化氮?dú)怏w生成，剩余氣體用氫氧化鈉溶液吸收；
（1）通入氮?dú)馐桥懦�裝置中的空氣，避免生成的一氧化氮?dú)怏w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(yīng)生成一氧化氮；
（3）一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮?dú)怏w；溫度高反應(yīng)速率快；
（4）由于裝置中有殘留的氣體，所以要打開(kāi)K₁、K₂持續(xù)通入一段時(shí)間的N₂和O₂，以把氣體完全排盡；
（5）①硝酸的總的物質(zhì)的量是0.54mol，剩余硝酸是0.04mol，所以參加反應(yīng)的硝酸是0.54mol-0.04mol=0.5mol；
②要計(jì)算銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要計(jì)算出生成的N₂O₄的質(zhì)量，所以還需要測(cè)量C中燒燒瓶在實(shí)驗(yàn)前后增加的質(zhì)量；

解答： 解：（1）通入氮?dú)馐桥懦�裝置中的空氣，避免生成的一氧化氮?dú)怏w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(yīng)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(yīng)產(chǎn)生NO；
（3）A中的反應(yīng)停止后，打開(kāi)D中的活塞K₂再通入氧氣，若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生，一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮?dú)怏w，通入氧氣溫度越高反應(yīng)速率越快，通入熱的氧氣，
故答案為：出現(xiàn)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(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后還須進(jìn)行的操作是：打開(kāi)K₁、K₂持續(xù)通入一段時(shí)間的N₂和O₂，以把氣體完全排盡；
故答案為：打開(kāi)K₁、K₂持續(xù)通入一段時(shí)間的N₂和O₂；
（5）①硝酸的總的物質(zhì)的量是0.54mol，剩余硝酸是0.04mol，所以參加反應(yīng)的硝酸是0.54mol-0.04mol=0.50mol，
故答案為：0.50mol；
②要計(jì)算銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要計(jì)算出生成的N₂O₄的質(zhì)量．所以還需要測(cè)量C中燒燒瓶在實(shí)驗(yàn)前后增加的質(zhì)量，
故答案為：C中圓底燒瓶在實(shí)驗(yàn)前后增加的質(zhì)量；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，硝酸性質(zhì)的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)步驟和產(chǎn)物性質(zhì)及其反應(yīng)現(xiàn)象是解題關(guān)鍵，題目難度中等．