Question

14．現要制取一些二氧化氮氣體來做演示分子運動的實驗．已知二氧化氮氣體可以通過銅和濃硝酸反應：Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O得到．二氧化氮是一種紅棕色的氣體，密度比空氣大，能和水反應生成HNO₃和NO氣體，NO和NO₂都是大氣污染物．現給出下列裝置（A～F）：

（1）制二氧化氮的發生裝置可以選B，收集二氧化氮的裝置可以選E；
（2）寫出二氧化氮和水反應的化學方程式3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
（3）要得到干燥的二氧化氮可將其通過濃硫酸；
（4）NO一遇到O₂就會變成NO₂，收集NO應用排水法；
（5）用如上圖F裝置演示分子運動時，為了縮短演示的時間，NO₂最好放在上（選填“上”或“下”）面的集氣瓶中，另一瓶是空氣，抽去兩瓶之間的玻璃片，可以看到紅棕色氣體飄下，兩個瓶子中都充滿了紅棕色氣體，最后兩瓶中氣體顏色相同．
（6）小林同學用裝置BC組合制取了一瓶無色無味純凈的氣體，他制取的氣體可能是CO₂．

Answer 1

分析 （1）發生裝置主要由反應物的狀態和反應條件決定；收集裝置主要由氣體的密度和溶水性決定．
（2）根據題目中告訴的反應物、生成物、反應條件寫出反應的化學方程式．
（3）常用的干燥劑一般有濃硫酸、固體氫氧化鈉、氧化鈣等．
（4）氣體的收集裝置主要由氣體的密度和溶水性決定，另外還要考慮氣體是否有毒、是否與空氣反應、是否與水反應等等．
（5）從分子的性質進行分析；
（6）根據BC裝置的特點解實驗室中制取氣體的反應原理進行解答．

解答 解：（1）反應物的狀態是固態和液態，反應條件是常溫，應選固-液不加熱型的發生裝置即選擇B裝置；二氧化氮是空氣污染物，不能用排空氣法收集，二氧化氮和水反應，不能用排水法收集，可用E裝置收集，氫氧化鈉溶液可以吸收多余的二氧化氮，防止污染空氣．
（2）二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，該反應的化學方程式為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
（3）濃硫酸具有吸水性，可用來干燥二氧化氮；
（4）一氧化氮會與空氣中的氧氣發生反應，還會污染空氣，不能用排空氣法收集，一氧化氮難溶于水，可用排水法收集；
（5）一切物質的分子都在不停的運動，將密度大的氣體放在上面，密度小的氣體放在下面會加快分子運動的速度，所以抽開紙片后能夠發現紅棕色氣體飄下，兩個瓶子中都充滿了紅棕色氣體，最后兩瓶中氣體顏色相同；
（6）B裝置為固液常溫型的反應裝置，而C為向上排氣法收集氣體的裝置，在實驗室中可以用該裝置來制取二氧化碳．
故答案為：
（1）B；E；
（2）3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
（3）濃硫酸；       
（4）排水；
（5）上；紅棕色氣體飄下，兩個瓶子中都充滿了紅棕色氣體，最后兩瓶中氣體顏色相同．
（6）CO₂．

點評 在選擇一種氣體的收集方法時一定要考慮全面，這種氣體的溶水性、是否與水反應、是否與空氣中的某物質反應、密度、是否會污染空氣等．要收集一瓶干燥的氣體時一定要先干燥再收集．