Question

某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證Cu與濃硝酸反應(yīng)的過(guò)程中可能產(chǎn)生NO．其實(shí)驗(yàn)流程圖如圖1：

（1）測(cè)定硝酸的物質(zhì)的量
反應(yīng)結(jié)束后，從圖2 B裝置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol?L^-1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示劑，滴定前后的滴定管中液面的位置如右上圖所示．在B容器中生成硝酸的物質(zhì)的量為

 

mol．
（2）測(cè)定NO的體積
①?gòu)纳蠄D所示的裝置中，你認(rèn)為應(yīng)選用

 

裝置進(jìn)行Cu與濃硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，選用的理由是

 

．
②選用上圖所示儀器組合一套可用來(lái)完成實(shí)驗(yàn)并測(cè)定生成NO體積的裝置，其合理的連接順序是（填各導(dǎo)管口編號(hào)）

 

．
③在測(cè)定NO的體積時(shí)，若量筒中水的液面比集氣瓶的液面要低，此時(shí)應(yīng)將量筒的位置

 

（“下降”或“升高”），以保證量筒中的液面與集氣瓶中的液面持平．
（3）氣體成分分析：若實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO的體積為112.0mL（已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況），則Cu與濃硝酸反應(yīng)的過(guò)程中

 

（填“有”或“沒(méi)有”）NO產(chǎn)生，作此判斷的依據(jù)是

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)前，用托盤天平稱取的銅片至少應(yīng)為

 

 g．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),硝酸的化學(xué)性質(zhì),氮的氧化物的性質(zhì)及其對(duì)環(huán)境的影響

專題：氮族元素

分析：（1）B容器中是二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮；100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol?L^-1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示劑，終點(diǎn)時(shí)，消耗氫氧化鈉溶液的體積為20.4ml-0.4ml=20ml；所以生成硝酸25.00mL溶液中含有0.02L×0.1mol/L=0.002mol，則B容器中生成硝酸的物質(zhì)的量為0.008mol；
（2）一氧化氮?dú)怏w易被氧氣氧化生成二氧化氮對(duì)驗(yàn)證產(chǎn)生干擾；選用圖所示儀器組合一套可用來(lái)測(cè)定生成NO體積的裝置，用水吸收生成的二氧化氮?dú)怏w，可以用排水量氣法測(cè)定一氧化氮?dú)怏w的體積；依據(jù)量筒讀取液體體積時(shí)需要和集氣瓶液面相平，溫度在常溫下；
（3）若實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO的體積為112.0mL（已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況），結(jié)合二氧化氮反應(yīng)生成的一氧化氮?dú)怏w體積減小比較判斷；
（5）由3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知NO物質(zhì)的量為0.004mol，結(jié)合3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O計(jì)算．

解答： 解：（1）B容器中是二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮；100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol?L^-1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示劑，終點(diǎn)時(shí)，消耗氫氧化鈉溶液的體積為20.4ml-0.4ml=20ml，所以生成硝酸25.00mL溶液中含有0.02L×0.1mol/L=0.002mol，則B容器中生成硝酸的物質(zhì)的量為0.008mol，
故答案為：0.008；
（2）①一氧化氮?dú)怏w易被氧氣氧化生成二氧化氮對(duì)驗(yàn)證產(chǎn)生干擾，AD相比A裝置利用氮?dú)饪梢园蜒b置中的空氣排凈；
故答案為：A；因?yàn)锳裝置可以通入N₂將裝置中的空氣排盡，防止NO被空氣中O₂氧化；
②用A進(jìn)行銅和濃硝酸的反應(yīng)，用水吸收生成的二氧化氮?dú)怏w，導(dǎo)氣管長(zhǎng)進(jìn)短出，可以用排水量氣法測(cè)定一氧化氮?dú)怏w的體積，排水集氣瓶導(dǎo)氣管應(yīng)短進(jìn)長(zhǎng)出，連接順序?yàn)椋?23547，
故答案為：123547；
③讀數(shù)之前應(yīng)保持內(nèi)外壓強(qiáng)相同，恢復(fù)到室溫下讀取量筒中液體的體積，若量筒中水的液面比集氣瓶的液面要低，此時(shí)應(yīng)將量筒的位置升高，以保證量筒中的液面與集氣瓶中的液面持平，故答案為：升高；
（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO的體積為112.0mL（已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況），依據(jù)上述計(jì)算得到Cu和濃硝酸生成二氧化氮?dú)怏w物質(zhì)的量為0.012mol，依據(jù)3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知一氧化氮?dú)怏w物質(zhì)的量為0.004mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.004×22.4L/mol=0.0896L=89.6ml＜112.0L可知Cu和硝酸反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w，
故答案為：有；因?yàn)镹O₂與水反應(yīng)生成的NO的體積小于收集到的NO的體積（89.6＜112.0）；
（4）由3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知NO物質(zhì)的量為0.004mol，結(jié)合3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O可知，需要Cu為0.008×64g/mol=0.512g≈0.5g，故答案為：0.5．

點(diǎn)評(píng)：本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)裝置的作用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�及�?jì)算能力的綜合考查，題目難度中等．