Question

20．某班学生分成甲，乙两小组分别探究硫，氮及其化合物的性质：
（一）甲组同学用图1装置来探究浓硫酸与木炭粉加热反应并验证反应所产生的各种产物．

（1）装置甲中盛放浓硫酸的仪器a名称是分液漏斗，装置甲中仪器b中发生反应的化学方程式为C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O
（2）实验中可观察到装置乙中，A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色．
A瓶溶液的作用是检验SO₂，
D瓶溶液的现象是澄清石灰水变混浊．
（二）乙组同学用图2装置来证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的双连打气球．（1）实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离．该组学生设计此步操作的目的是产生二氧化碳，排出装置中的空气．
（2）装置E中开始时出现浅红棕色气体，用F向E中鼓入空气后，可观察到烧瓶E内气体颜色加深，产生上述现象的原因是二氧化碳密度大于空气，未能排尽烧瓶中的空气，少量NO与空气中的氧气反应生成少量的红棕色的NO₂；鼓入空气后，NO与氧气反应，生成大量的红棕色气体二氧化氮．
（3）一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸使白色沉淀碳酸钙溶解
（4）装置D的作用是吸收尾气，防止污染大气．

Answer 1

分析 （一） （1）仪器a的名称为分液漏斗；仪器b中碳与浓硫酸加热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水；
（2）A中品红溶液用于检验混合气体中含有二氧化硫，B、C装置分别除去并检验二氧化硫已经除尽，D中盛放澄清石灰水，用于检验二氧化碳气体；
（二）要验证铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，则应将装置中的O₂排出．当B中的CaCO₃与稀硝酸接触时，生成CO₂气体．CO₂气体可将A中空气排尽，但由于CO₂的密度大于空气的密度，因此E中采用向下排空气法是不能将空气排尽的．由于E中有残留的少量O₂，因此当有NO生成时，E中有少量的NO₂生成，从F鼓入空气时，E中生成的NO₂增加，红棕色加深；随着反应的不断进行，E中生成的NO₂会被排入C，在C中与水反应生成硝酸，将原来生成的CaCO₃沉淀溶解．D装置用来吸收尾气，防止污染环境，据此进行解答．

解答 解：（一） （1）根据图示可知，仪器a为分液漏斗；仪器b中碳与浓硫酸加热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为：C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O，
故答案为：分液漏斗；C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（2）根据图示装置及实验目的可知，要检验二氧化硫和二氧化碳气体，应该先用品红溶液检验二氧化硫，然后用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，再用品红溶液检验二氧化硫已经除尽，最后用澄清石灰水检验二氧化碳，所以装置A的作用是检验二氧化硫，装置D中澄清石灰水变浑浊证明产物中含有二氧化碳气体，
故答案为：检验SO₂；澄清石灰水变混浊；
（二）（1）当B中的CaCO₃与稀硝酸接触时，生成CO₂气体．CO₂气体可将A中空气排尽，以防止氧化生成的NO，
故答案为：产生二氧化碳，排出装置中的空气；
（2）由于CO₂的密度大于空气的密度，因此E中采用向下排空气法是不能将空气排尽的．由于E中有残留的少量O₂，因此当有NO生成时，E中有少量的NO₂生成，从F鼓入空气时，E中生成的NO₂增加，红棕色加深，
故答案为：二氧化碳密度大于空气，未能排尽烧瓶中的空气，少量NO与空气中的氧气反应生成少量的红棕色的NO₂；鼓入空气后，NO与氧气反应，生成大量的红棕色气体二氧化氮；
（3）E中生成的NO₂会被排入C，在C中与水反应生成硝酸，将原来生成的CaCO₃沉淀溶解，
故答案为：二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸使白色沉淀碳酸钙溶解；
（4）D装置用来吸收尾气，防止污染环境，
故答案为：吸收尾气，防止污染大气．

点评 本题综合考查物质的性质实验探究，题目难度中等，涉及碳与浓硝酸、铜与稀硝酸的反应以及常见气体的性质及检验方法，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型．