Question

選擇使用下圖中儀器(含藥品)，驗證由銅和適量濃硝酸反應產(chǎn)生的氣體中含有NO(N₂和O₂的用量可自由控制)。已知：①NO+NO₂+2OH^-====2NO^-₂+H₂O。②氣體液化溫度：NO₂，21 ℃；NO，-152 ℃。

(1)現(xiàn)有甲、乙、丙三位同學分別設計了以下三個實驗方案(用儀器連接順序表示)。

甲：A→C→F→D→B

乙：A→B→C→E

丙：A→E→D→B

甲、乙、丙三位同學提出的實驗方案是否能驗證Cu與適量濃HNO₃反應產(chǎn)生的氣體中含有NO？

甲：_________；乙：_________；丙：_________。(填“能”或“不能”)

具體說明不能驗證的主要原因(若三個實驗方案都能驗證，則此小題不用回答)：

甲方案：___________________________________________；

乙方案：___________________________________________；

丙方案：___________________________________________。

(2)反應前先通入足量的N₂，其目的是_______________________________________。

(3)確認氣體中含有NO的現(xiàn)象是：__________________________________________。

(4)如果O₂過量，則裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是：__________________________。

Answer 1

(1)能  不能  不能

乙方案：混合氣體通過B時，因發(fā)生反應：NO+NO₂+2NaOH====2NaNO₂+H₂O，NO被消耗，后續(xù)實驗無法驗證是否含有NO

丙方案：混合氣體通過E時，則發(fā)生反應：3NO₂+H₂O====2HNO₃+NO，使部分NO₂轉(zhuǎn)化為NO，產(chǎn)生干擾，從而不能確定Cu和濃HNO₃反應是否有NO生成

(2)排盡整個裝置中的空氣，防止反應產(chǎn)生的NO被空氣中O₂氧化

(3)裝置D中通入O₂后有紅棕色氣體生成

(4)4NO₂+O₂+4OH^-====4+2H₂O

解析：本題的實驗目的是驗證銅和適量濃硝酸反應產(chǎn)生的氣體中含有NO，故分析時應以此為出發(fā)點展開思路。由于銅和濃硝酸反應的主要產(chǎn)物是NO₂，另有少量NO和水蒸氣，故在驗證以前需先把NO₂和水蒸氣除掉。根據(jù)題中信息（氣體液化溫度：NO₂，21 ℃；NO，-152 ℃），再審視圖中裝置可知，應用F裝置(冰水浴)來分離NO₂和NO。經(jīng)過F，NO₂冷凝為液體留在了U形管中，而NO逸出。當然，在分離NO₂和NO之前，必須先把混合氣體中的水蒸氣用C裝置除掉，否則，在通過冰水浴時，水蒸氣冷凝成水與NO₂反應：3NO₂+H₂O====2HNO₃+NO。由于產(chǎn)物中有NO，會影響對實驗結(jié)果的判定，故氣體從A裝置中產(chǎn)生后，須先經(jīng)過C再到F。要驗證從F出來的氣體是NO，須根據(jù)NO的性質(zhì)選擇反應現(xiàn)象明顯的裝置，即D裝置。NO與通入D中的O₂反應(2NO+O₂====2NO₂)有紅棕色出現(xiàn)，即得證。由于NO、NO₂均能污染空氣，故最后需設立吸收裝置以除去從D裝置中出來的NO和NO₂，根據(jù)題中已知信息①可知應用堿液吸收，即B裝置。

    另外，在反應發(fā)生前，還須把A裝置中的空氣排干凈，以防產(chǎn)生的NO被空氣中的O₂氧化。

    綜上所述，甲方案設計正確，乙、丙錯誤。

    當O₂過量時，D中出來的氣體為NO₂與足量O₂的混合物，當其通入B裝置中時，將全部轉(zhuǎn)化為硝酸鈉(因4NO₂+O₂+2H₂O====4HNO₃)。