Question

5．某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱，按下圖裝置進行實驗（夾持儀器已略去）．實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO．由此得出的結論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸．可選藥品：濃硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳
已知：氫氧化鈉溶液與NO不反應，能與NO₂反應2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O
（1）實驗應避免有害氣體排放到空氣中，裝置③、⑥中盛放的藥品依次是稀硝酸、氫氧化鈉溶液
（2）滴加濃硝酸之前的操作是檢驗裝置的氣密性，加入藥品后，還應進行哪些操作通入CO₂一段時間，關閉彈簧夾將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內再滴加濃硝酸與銅反應．
（3）裝置①中發生反應的化學方程式是Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O
（4）裝置②的作用是將NO₂轉化為NO，發生反應的化學方程式是3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO
（5）該小組得出的結論依據的實驗現象是裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變為紅棕色．

Answer 1

分析 （1）根據裝置特點和實驗目的判斷；
（2）根據空氣造成的影響確定如何實施操作；同時根據一氧化氮的性質判斷裝置⑤的操作；
（3）根據銅和濃硝酸的性質結合實驗現象判斷產物，從而確定反應方程式；
（4）根據二氧化氮的性質且能轉化為一氧化氮選擇試劑；根據實驗現象結合二氧化氮的性質書寫反應方程式；
（5）根據對比實驗③、④的實驗現象判斷．

解答 解：（1）根據裝置特點和實驗目的，裝置⑤是收集NO，裝置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO₂防止污染大氣；因為要驗證稀HNO₃不能氧化NO，所以裝置③中應該盛放稀硝酸．
故答案為：稀硝酸、氫氧化鈉溶液；
（2）由于裝置中殘存的空氣能氧化NO而對實驗產生干擾，所以滴加濃HNO₃之前需要通入一段時間CO₂趕走裝置中的空氣，同時也需將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內防止反應產生的NO氣體逸出．
故答案為：通入CO₂一段時間，關閉彈簧夾；將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內；
（3）Cu與濃HNO₃反應生成Cu（NO₃）₂、NO₂、H₂O，反應為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（4）裝置②中盛放H₂O，使NO₂與H₂O反應生成NO：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：將NO₂轉化為NO；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（5）NO通過稀HNO₃溶液后，若無紅棕色NO₂產生，說明稀HNO₃不能氧化NO，所以盛放稀HNO₃裝置的液面上方沒有顏色變化即可說明之．裝置④中盛放的是濃HNO₃，若濃HNO₃能氧化NO則裝置④液面的上方會產生紅棕色氣體，
故答案為：裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變為紅棕色．

點評 本題主要考查HNO₃的性質、屬物質驗證性實驗設計，利用對比的方法判斷硝酸的性質．結合已知的物質具有的性質，選擇合適的試劑，設計具體實驗方案驗證物質是否具有該性質．對有毒氣體要設計尾氣處理裝置，防止污染環境．