Question

（2010?湖北模擬）某活動小組利用下圖裝置驗證NO的還原性及探究工業生產硝酸的原理．
如何檢查該裝置氣密性

關閉K₁、K₂，打開K₃，從滴定管上口加水，沒過廣口瓶①中長導管口，繼續加水，使廣口瓶①中長導管內外出現一段液柱，停止加水，靜置一段時間后，若這段液柱不變，說明裝置氣密性好，反之，說明裝置氣密性不好

．
（一）向廣口瓶①中通入NO并測定NO的體積
（1）通入NO前，向廣口瓶①中加入水，讓水充滿廣口瓶①，且調節滴定管中液面與①相平并記錄滴定管的刻度．
（2）從導管a通入一定量的NO并準確測定通入NO的體積的主要操作：

關閉K₂，打開K₁、K₃，通入一定量的NO后，調整滴定管液面與①中液面相平，再次讀取滴定管的刻度

；計算出通入的NO的體積為VmL（V＜50mL）．
（二）驗證NO的還原性；探究工業生產硝酸的原理
（1）停止通入NO后關閉K₁、K₃，打開K₂，從導管b緩緩通入O₂，寫出通入O₂過程中發生的化學反應方程式

2NO+O₂=2NO₂；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO

；
（2）繼續通入O₂，打開K₃并及時調整滴定管③液面與廣口瓶①中液面相平．
Ⅰ．當通入氧氣的體積為

V

2

時，則廣口瓶①的氣體體積為

V

3

；
Ⅱ．當廣口瓶①的氣體體積為

V

2

，則通入氧氣的體積可能為

5V

4

；

3V

8

．

Answer 1

分析：裝置氣密性的檢驗：設法使裝置內外形成氣壓差是氣密性檢查的常用手段；
（一）（2）廣口瓶①中壓強均與外界相同，通過調節兩端液面，到兩端高度相同時再讀取體積；
（二）（1）NO易與氧氣反應生成紅棕色的NO₂，NO₂又與水反應；
（2）Ⅰ．根據反應方程式4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃過量計算；
Ⅱ．先推斷廣口瓶①的氣體成分，再根據過量金屬推斷通入氧氣的量．

解答：解：關閉K₁、K₂，打開K₃，從滴定管上口加水，沒過廣口瓶①中長導管口，繼續加水，使廣口瓶①中長導管內外出現一段液柱，停止加水，靜置一段時間后，若這段液柱不變，說明裝置氣密性好，反之，說明裝置氣密性不好，
故答案為：關閉K₁、K₂，打開K₃，從滴定管上口加水，沒過廣口瓶①中長導管口，繼續加水，使廣口瓶①中長導管內外出現一段液柱，停止加水，靜置一段時間后，若這段液柱不變，說明裝置氣密性好，反之，說明裝置氣密性不好；
（一）（2）廣口瓶①中壓強均與外界相同，通過調節兩端液面，到兩端高度相同時再讀取體積．具體操作為：關閉K₂，打開K₃，K₁，通入NO并調整滴定管液面與①中液面相平，再次記錄滴定管刻度，
故答案為：關閉K₂，打開K₃，K₁，通入一定量的NO并調整滴定管液面與①中液面相平，再次讀取滴定管刻度；
（二）（1）NO易與氧氣反應2NO+O₂═2NO₂ 生成紅棕色的NO₂，NO₂又與水反應3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，顏色變淺，
故答案為：2NO+O₂=2NO₂；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO； 
（2）Ⅰ．設

V

2

的氧氣參加反應時，需要一氧化氮的體積為x，
4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃
4   3
x  

V

2

所以x=

2V

3

＜V，所以一氧化氮剩余，剩余的一氧化氮為V-

2V

3

=

V

3

，
故答案為：

V

3

；
Ⅱ．剩余的氣體可能是氧氣或一氧化氮，
①當剩余的氣體為氧氣時，一氧化氮不足量，以一氧化氮為標準進行金屬，
設參加反應的氧氣為Y，
4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃
4   3
V   Y
Y=

3V

4

，
所以通入的氧氣體積為

3V

4

+

V

2

=

5V

4

，
②當剩余的氣體為一氧化氮時，氧氣的量不足，以氧氣的量為標準進行計算，
參加反應的一氧化氮為V-

V

2

=

V

2

，
設參加反應的氧氣為Z，
4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃
4   3

V

2

  Z
Z=

3V

8

故答案為：

5V

4

；

3V

8

．

點評：本題考查了物質的量的過量計算等知識點，難度較大，易錯題是（二）（2）Ⅱ題，明確剩余氣體的成分是解本題的關鍵；注意點是：為了較準確地測量氣體的體積，讀數應在保證內外氣壓相等的條件下，通過調節兩端液面，到兩端高度相同時再讀取體積．