Question

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）寫出二氧化氮和水反應的化學方程式______________________________________；
（2）制二氧化氮的發生裝置可以選__________，收集二氧化氮的裝置應該選_________；
（3）要得到干燥的二氧化氮可將其通過________________； E裝置中NaOH溶液的作用是                    。
（4）NO一遇到O₂就會變成NO₂，收集NO應用__________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__________（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________________________________________________________________。

Answer 1

(1) 3NO₂+ H₂O="==" 2HNO₃+ NO     (2)B   E       (3)濃硫酸 消除NO₂防止污染
（4）排水    （5）上上面集氣瓶中紅棕色氣體向下面集氣瓶擴散直到均勻混合

試題分析：（1）根據題意，二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，故反應的化學方程式為3NO₂+ H₂O=2HNO₃+ NO。
（2）根據題意，“二氧化氮氣體可以通過Cu+4HNO₃(濃)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O制得”，即反應物的狀態是固態和液態，反應條件是常溫，故應選固-液不加熱型的發生裝置B；由于二氧化氮能和水反應，故不能用排水法收集；又由于二氧化氮的密度比空氣大，故可用向上排空氣法收集，但同時因為NO₂是大氣污染物，故要用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。
（3）由于濃硫酸具有吸水性，且不與二氧化氮反應，故可用來干燥二氧化氮；E裝置中NaOH溶液的作用是吸收多余的二氧化氮。
（4）由于一氧化氮會與空氣中的氧氣發生反應，還會污染空氣，故不能用排空氣法收集，由于一氧化氮難溶于水，故可用排水法收集。
（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。
點評：本題的考查重點是，常用氣體的發生裝置和收集裝置的選取方法，要學會根據反應物的狀態和反應的條件選擇發生裝置，根據制取氣體的溶解性和密度的大小選擇收集氣體的方法。