Question

為清楚地看到無色NO遇空氣變為紅棕色（或淺棕色）的過程．某化學興趣小組的甲、乙兩位同學分別設計如下兩個實驗：



（1）甲同學實驗如圖一，步驟如下：①取大試管，放入適量大理石，加入過量稀硝酸②如圖塞好疏松的棉花和銅絲③一段時間后，使銅絲浸入過量的硝酸反應④慢慢向試管底部推入棉花，可見明顯現象．第①步放入大理石的作用是：______．
（2）乙同學則用圖二裝置，他的設想是這樣：從分液漏斗注入稀硝酸，直到浸沒銅絲，然后，關閉分液漏斗活塞，NO產生的壓強將排開稀硝酸，達一定體積后，打開分液漏斗活塞，硝酸液體將NO氣體壓入空分液漏斗，在分液漏斗球部空間因接觸空氣而變色．但按他的方法實際操作的丙同學發現此法至少存在兩個問題：
①當酸液加到浸沒分液漏斗下端管口以后，會______而使后面的實驗無法觀察到預期現象．


②反應開始后，因為隨著NO的體積增加，______影響銅絲與硝酸的繼續反應．
（3）丙同學將分液漏斗下端管口上提至與塞子下端齊平，解決了第①個問題，再用一個與U形管配套的單孔塞和另一個分液漏斗，仍用前述乙的儀器和思路，從左邊順利地將硝酸加到分液漏斗活塞處，請在圖中補齊裝置并特別畫出銅絲的適當位置：
（4）丁同學根據丙的思路，認為可以測定一下NO的體積并計算其產率（不考慮有其它氣體），如果給你圖三所示的儀器及一個酸式滴定管，用一根橡膠皮管將它們連接起來．為成功量取產生NO的體積，此實驗中注入的硝酸在滴定管中至少應到達______，設定有條件精確稱量，還需要的數據是______．
（5）計算知：將等體積NO和O₂通入倒置于水槽中的盛滿水的試管中，充分反應后剩余氣體的體積為原氣體總體積的1/8，但準確的實驗表明：余氣體積比計算結果要大，實事求是的科學精神，要求我們應認真思考．已知氫氧化鈉溶液可以吸收NO₂，方程式為2NaOH+2NO₂═NaNO₂+NaNO₃+H₂O，氫氧化鈉溶液可以吸收NO、NO₂的混合氣體，方程式為2NaOH+NO₂+NO═2NaNO₂+H₂，能否受此啟發，寫出可能發生的反應方程式，并對上述情況作一合理的解釋：

Answer 1

（1）一氧化氮不穩定，能和空氣中的氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮，產生雜質干擾實驗，裝置中有空氣，用碳酸鈣固體和硝酸反應生成二氧化碳排出空氣，且二氧化碳和一氧化氮不反應，故答案為：除去裝置內的空氣，防止生成的NO被氧化而影響實驗效果；
（2）①裝置內部有空氣，可能將一氧化氮氧化，故答案為：因如圖所示的銅絲所在空間中被封閉一段空氣；
②產生的NO排開酸液而與銅絲脫離接觸，故答案為：產生的NO排開酸液而與大部分銅絲脫離接觸；
（3）可在左邊加一個漏斗，增大所盛液體的體積，裝置如圖：



，故答案為：



；
（4）注入的硝酸在滴定管中至少應到達分液漏斗最大量程刻度處；根據反應的銅絲的質量可以求出NO的理論產量，然后根據產率的公式計算產率，故答案為：分液漏斗最大量程刻度處；銅絲反應前后的質量；
（5）可能發生的反應方程式：2NO₂+H₂O=HNO₂+HNO₃；NO₂+NO+H₂O=2HNO₂；4NO+O₂+2H₂O=4HNO₂在此反應條件下，氮氧化物（NO、NO₂）的最終產物并非HNO₃一種，實際存在著較低價態的HNO₂，實際消耗氧氣的量將要減少，故答案為：2NO₂+H₂O=HNO₂+HNO₃；NO₂+NO+H₂O=2HNO₂；4NO+O₂+2H₂O=4HNO₂　在此反應條件下，氮氧化物（NO、NO₂）的最終產物并非HNO₃一種，實際存在著較低價態的HNO₂，實際消耗氧氣的量將要減少．