Question

【題目】為了證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的是NO，某校學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，其裝置如下圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)，B為一個(gè)用金屬絲固定的干燥管，內(nèi)裝塊狀碳酸鈣固體；E為一個(gè)空的蒸餾燒瓶，F(xiàn)是用于鼓入空氣的打氣球。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一步實(shí)驗(yàn)操作為：將裝有CaCO3干燥管下移與稀硝酸反應(yīng)生成CO2，該操作的作用是_____。

(2)第二步，提起干燥管B，將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產(chǎn)生無色氣體，其反應(yīng)的離子方程式為________。有人認(rèn)為E中收集到的可能是H2而不是NO，如何證明?_______________。

(3)實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)在未鼓入空氣的情況下，E中就產(chǎn)生紅棕色。有人認(rèn)為是由裝置E部分設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的。請指出不當(dāng)之處是__________。

(4)將一支試管中充入20mLNO2和O2的混合氣體，倒扣在水槽中，待反應(yīng)停止后，試管內(nèi)剩余2mL無色氣體。則原混合氣體中NO2的體積是______mL。

Answer 1

【答案】 除去E中的空氣，防止對NO檢驗(yàn)造成干擾 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 擠壓F向E中鼓入空氣，E內(nèi)氣體由無色變成紅棕色，證明收集到的氣體是NO E中左導(dǎo)管長右導(dǎo)管短，不利于排盡空氣 17.2或14.4

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，可先將B裝置中CaCO3放入硝酸中，碳酸鈣和硝酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，先排出去其中的空氣，以便在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色；因此該操作的作用是除去E中的空氣，防止對NO檢驗(yàn)造成干擾；（2）稀硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅、水和NO，反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；A中硝酸和銅反應(yīng)生成NO，易與氧氣反應(yīng)，則將F氣球中空氣壓入E中，有紅棕色氣體生成，如觀察到紅棕色，則說明生成NO而不是氫氣；（3）在未鼓入空氣的情況下，E中就產(chǎn)生紅棕色，說明空氣沒有完全被排盡，根據(jù)裝置圖可知是由于E中左導(dǎo)管長右導(dǎo)管短，不利于排盡空氣；（4）設(shè)混合氣體中NO2是x mL，氧氣是y mL，則x+y＝20。如果剩余的氣體是氧氣，則根據(jù)反應(yīng)方程式4NO2+O2+2H2O＝4HNO3可知消耗的氧氣是0.25x mL，則0.25x+2＝y，解得x＝14.4、y＝5.6；如果剩余氣體是NO，則根據(jù)方程式3NO2+H2O＝2HNO3+NO可知剩余NO2是6mL，則4y+6＝x，解得x＝17.2、x＝2.8。