Question

“帶火星的木條在空氣中不能復(fù)燃，而在氧氣中能復(fù)燃”，某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)這一性質(zhì)進(jìn)行“NO₂能否支持燃燒？”的課題研究．由于實(shí)驗(yàn)室中沒(méi)有現(xiàn)成的NO₂氣體，該小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案（忽略N₂O₄的存在對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，圖中鐵架臺(tái)等夾持儀器均已略去）：
（1）方案Ⅰ、實(shí)驗(yàn)裝置如下圖甲所示：
①濃硝酸受熱分解的化學(xué)方程式為：

 

．
②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后木條上的火星逐漸熄滅，有的同學(xué)得出“NO₂不能支持燃燒”的結(jié)論．你認(rèn)為這一結(jié)論是否正確？

 

（填“正確”或“不正確”），理由是

 

．
（2）方案Ⅱ：實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示
①硝酸銅固體加熱分解的產(chǎn)物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

②當(dāng)集氣瓶中充滿(mǎn)紅棕色氣體時(shí)，木條復(fù)燃了，有的同學(xué)得出“NO₂能支持燃燒”的結(jié)論．你認(rèn)為這一結(jié)論是否正確

 

（填“正確”或“不正確”），你的理由是

 

．
（3）請(qǐng)你重新設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案探究“NO₂能否支持燃燒？”．簡(jiǎn)述你的實(shí)驗(yàn)方法：

 

．

Answer 1

分析：（1）①濃硝酸具有強(qiáng)揮發(fā)性，且不穩(wěn)定，在加熱條件下能分解生成二氧化氮、氧氣和水，根據(jù)反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件寫(xiě)出相應(yīng)的反應(yīng)方程式；
②加熱過(guò)程中有水蒸氣生成，根據(jù)水蒸氣的性質(zhì)分析；
（2）①根據(jù)題意結(jié)合反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件寫(xiě)出相應(yīng)的反應(yīng)方程式；
②根據(jù)該反應(yīng)中氧氣所占的體積分?jǐn)?shù)與空氣中氧氣所占的體積分?jǐn)?shù)比較來(lái)進(jìn)行判斷；
（3）根據(jù)探究式實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)來(lái)設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟為：制取二氧化氮?dú)怏w→洗氣→干燥→驗(yàn)證→得出結(jié)論；

解答：解：（1）①濃硝酸具有強(qiáng)揮發(fā)性，且不穩(wěn)定，在加熱條件下能分解生成二氧化氮、氧氣和水，反應(yīng)方程式為：4HNO₃（濃）

△   .

4NO₂↑+O₂↑+H₂O，
故答案為：4HNO₃（濃）

△   .

4NO₂↑+O₂↑+H₂O；
②該反應(yīng)的反應(yīng)條件是加熱，加熱過(guò)程中有水蒸氣生成，產(chǎn)生的大量水蒸氣抑制了NO₂的助燃，導(dǎo)致NO₂不能支持木條的燃燒的假象，所以不正確，
故答案為：不正確；帶火星的木條熄滅可能是由于加熱濃硝酸時(shí)產(chǎn)生的大量水蒸氣造成的；
（2）①硝酸銅固體加熱分解的產(chǎn)物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cu（NO₃）₂

△   .

2CuO+4NO₂↑+O₂↑，
故答案為：2Cu（NO₃）₂

△   .

2CuO+4NO₂↑+O₂↑；
②2Cu（NO₃）₂

△   .

2CuO+4NO₂↑+O₂↑該反應(yīng)中氧氣占總氣體體積的四分之一．與空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)基本相同，若NO₂不支持燃燒，則木條不會(huì)復(fù)燃，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知，二氧化氮支持燃燒，故正確，
故答案為：正確，硝酸銅分解產(chǎn)生的混合氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)與空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)基本相同，若NO₂不支持燃燒，則木條不會(huì)復(fù)燃；
（3）實(shí)驗(yàn)步驟為：制取二氧化氮?dú)怏w→洗氣→干燥→驗(yàn)證→得出結(jié)論，所以先用銅和濃硝酸反應(yīng)制取二氧化氮?dú)怏w，二氧化氮?dú)怏w中含有部分水蒸氣，且二氧化氮?dú)怏w是酸性氣體，所以可用濃硫酸或無(wú)水氯化鈣干燥二氧化氮，然后再將帶火星的木條伸入二氧化氮中觀察現(xiàn)象，從而確定二氧化氮是否支持燃燒，
故答案為：用金屬銅與濃硝酸反應(yīng)制取NO₂氣體，用濃硫酸或無(wú)水氯化鈣固體進(jìn)行干燥后，再將帶火星的木條伸入二氧化氮?dú)怏w中觀察現(xiàn)象．即可得出結(jié)論；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了NO₂能否支持燃燒實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，注意根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，方案Ⅱ：②探究NO₂能支持燃燒是該題的難點(diǎn)，題目難度較大．