Question

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、3 mol/L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳。已知：氫氧化鈉溶液不與NO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③④⑥中盛放的藥品依次是___________。

（2）滴加濃硝酸之前的操作是檢驗裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后___________。

（3）裝置①中發生反應的化學方程式是___________。

（4）裝置②的作用是___________，發生反應的化學方程式是___________。

（5）該小組得出的結論所依據的實驗現象是___________。

（6）實驗結束后，同學們發現裝置①中溶液呈綠色，而不顯藍色。甲同學認為是該溶液中硝酸銅的質量分數較高所致，而乙同學認為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學們分別設計了以下4個實驗來判斷兩種看法是否正確。這些方案中可行的是（選填序號字母）___________。

a.加熱該綠色溶液，觀察顏色變化

b.加水稀釋該綠色溶液，觀察綠色變化

c.向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化

d.向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應產生的氣體，觀察顏色變化

Answer 1

(1)3 mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液

（2）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+4HNO₃(濃)====Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O

（4）將NO₂轉化為NO 3NO₂+H₂O====2HNO₃+NO

（5）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

（6）a c d

解析：本題以“探究稀、濃HNO₃氧化性相對強弱”為載體，考查稀、濃HNO₃性質，重點應結合實驗目的，實驗所給裝置圖及藥品，信息，加工提煉出實驗設計的原理，這是解探究性實驗的靈魂所在。本實驗原理：先通CO₂起除去體系內空氣，給NO創造無氧的環境——這是NO相關實驗的普遍措施。利用Cu與濃HNO₃反應，產生NO₂，進而轉化為NO，設計兩組對比裝置，得出結論。結合NO₂、NO性質及“NO₂能被NaOH吸收”及題干信息，判斷出⑤為用排水法收集NO，故③盛放稀HNO₃；⑥為用NaOH吸收NO₂，故④中為濃HNO₃。

（6）做題依據為“甲認為溶液中Cu(NO₃)₂質量分數高，乙認為是溶解生成的氣體”，能證明某一人說法正確的方案為可行方案。a通過加熱，降低氣體在水中的溶解度；c通過向溶液中通入N₂，趕走溶解的氣體，這兩種做法原理相同，都是立足于乙說法，若溶液由綠→藍，說明乙正確。d則是“反其道而行之”，再向其中通NO₂，若乙正確，則溶液顏色會更綠。以上方案均可行。而b看似可行，針對甲說法，降低濃度，但忽略了3NO₂+H₂O====2HNO₃+NO，不能排除乙說法是否正確。