Question

某學生設計了以下實驗方案，探究銅和一定量（10mL）濃HNO₃反應中是否產生NO氣體，實驗裝置如圖所示（裝置的氣密性良好），請回答下列問題：

（1）在反應前通入N₂的作用是

 

，進行這步操作時應關閉

 

 而打開

 

（填K₁、K₂、K₃）．
（2）反應結束后，通過分液漏斗向試管中加40mL蒸餾水，再從B裝置所得100mL溶液中取出25.00mL，加2滴酚酞試液，用0.1000mol/L的NaOH溶液滴定，當滴定完成后消耗NaOH溶液18.00mL，則B容器中所得HNO₃的物質的量是

 

，B中生成硝酸的同時會生成NO

 

mL（標準狀況）．
（3）用C裝置讀取排出水的體積時，應注意

 

、

 

．
（4）若不考慮實驗前后導管中的氣體，C裝置的氣體中至少含N₂

 

mL．若由C裝置測得所收集到的氣體體積為143.0mL（已折算成標準狀況），請你判斷銅和一定量濃HNO₃反應過程中是否有NO生成？如果有，寫出判斷的依據；如果沒有，寫出理由．

 

．

Answer 1

分析：（1）根據NO的性質分析；由裝置圖可知N₂從K₃進，空氣從K₁排出；
（2）根據硝酸與氫氧化鈉反應關系計算；根據二氧化氮與水反應的方程式計算；
（3）讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差；
（4）反應結束后，通過分液漏斗向試管中加40mL蒸餾水，已知試管的容積為50ml，所以原來試管內液體為10ml，則試管內的氮氣為40ml；C裝置測得所收集到的氣體體積不等于二氧化氮產生的NO與氮氣的體積和．

解答：解：（1）NO易被空氣中的氧氣氧化，所以要先用氮氣排凈裝置中的空氣；由裝置圖可知N₂從K₃進，空氣從K₁排出，所以要關閉 K₂，打開K₁、K₃；
故答案為：排除裝置中的空氣，防止生成的NO被氧化；K₂；K₁、K₃；
（2）根據硝酸與氫氧化鈉反應的關系：HNO₃～NaOH   可知n（HNO₃）=0.1000mol/L×0.018L×4=7.2×10^-3mol；
由3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知，n（NO）=

1

2

n（HNO₃）=3.6×10^-3mol，則V（NO）=nVm=3.6×10^-3mol×22.4L/mol=0.0806L=80.6ml；
故答案為：7.2×10^-3mol；80.6；
（3）讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差，即保持兩邊液面相平，還要用眼睛平視讀數；故答案為：保持兩邊液面相平；眼睛平視讀數；
（4）反應結束后，通過分液漏斗向試管中加40mL蒸餾水，已知試管的容積為50ml，所以原來試管內液體為10ml，則試管內的氮氣為40ml；C裝置測得所收集到的氣體體積143.0mL，二氧化氮與水反應產生的NO為80.6ml，氮氣的體積為40ml，80.6ml+40ml＜143.0mL，說明原來氣體中有NO；
故答案為：40mL；有NO生成，NO₂溶于水生成7.2×10^-3molHNO₃的同時，產生80.6mLNO，而試管中原有N₂等氣體的總體積為40mL，兩者加和小于143.0mL．

點評：本題考查了物質性質的分析應用，實驗設計的判斷，物質反應的計算應用，主要考查及其化合物性質的分析應用，題目難度中等．