Question

某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱的，按下圖裝置進行試驗（夾持儀器已略去）。實驗表明濃硝酸能將氧化成，而稀硝酸不能氧化。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、3mo/L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳

已知：氫氧化鈉溶液不與反應，能與反應

                                             

（1）      實驗應避免有害氣體排放到空氣中，裝置③、④、⑥中乘放的藥品依次是        

（2）      滴加濃硝酸之前的操作時檢驗裝置的氣密性，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）      該小組得出的結論一局的試驗現象是           

（6）      試驗結束后，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。同學們分別涉及了一下4個試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.      加水稀釋綠色溶液，觀察顏色變化

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映產生的氣體，觀察顏色變化

 

Answer 1

（1）3mol/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:本題主要考查HNO₃的性質、化學基本實驗設計和評價能力。（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，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。

（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。

（3）Cu與濃HNO₃反應生成Cu(NO₃)₂、NO₂、H₂O：Cu + 4HNO₃(濃)＝Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑+2 H₂O。

（4）裝置②中盛放H₂O，使NO₂與H₂O反應生成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。

（6）要證明是Cu(NO₃)₂濃度過低或是溶解了NO₂導致裝置①中溶液呈綠色，一是可設計將溶解的NO₂趕走（a、c方案）再觀察顏色變化。二是增加溶液中Cu(NO₃)₂溶液的濃度（d方案）觀察反應后的顏色變化。