Question

【题目】某研究性学习小组，用下列仪器、药品验证足量合金(由Cu、Fe、Zn三种物质组成)和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO(N2和O2的用量可自由控制，气体液化温度：NO2：21℃，NO：-152℃)

(1)在图2中选择恰当的仪器将图1补充完整，所选择仪器的连接顺序(按左→右连接，填各仪器编号)为_________.

(2)反应前先通入N2目的是_______________________________________.

(3)确认气体中含NO的现象是_____________________________________.

(4)本题中，浓硝酸(含溶质a mol)完全反应，还原产物只有NO和NO2，被还原硝酸的物质的量n的取值范围为_________________________________________。

Answer 1

【答案】EDF 排尽装置中的空气，防止NO被氧化 D中烧瓶内通入O2后，无色气体变成红棕色 a/4 mol＜ n ＜ a/2 mol

【解析】

本题考查的是金属和浓硝酸的反应。

①涉及的方程式为，

，

，

，

，

②验证足量合金(由Cu、Fe、Zn三种物质组成)和适量浓硝酸反应产生的气体中是否含NO反应前先通入N2排尽装置中的空气，防止NO被氧化，其次要排除NO2的干扰，可根据信息提示“NO2的液化温度为21℃，NO的液化温度为-152℃”将剩余气体通过E装置，NO2会液化，若含有NO，没有达到NO的液化温度，NO不会液化。再将剩余气体通过D装置，向D中烧瓶内通入O2后，若无色气体变成红棕色，则证明气体中含有NO。

（1）合金(由Cu、Fe、Zn三种物质组成)和适量浓硝酸反应产生的气体有NO2，随着反应的进行浓硝酸浓度越来越小逐渐变为稀硝酸，还可能会产生一部分NO，另外产生的气体中还会携带一部分水蒸气。首先将混合气体通过B装置，B装置中的无水氯化钙是干燥剂，可以除去水蒸气。由于NO2的液化温度为21℃，NO的液化温度为-152℃，将剩余气体通过E装置，NO2会液化，若含有NO，没有达到NO的液化温度，NO不会液化。再将剩余气体通过D装置，向D中烧瓶内通入O2后，若无色气体变成红棕色，则证明气体中含有NO。NO2和NO任意排放会污染空气，最终气体应通入到F中用氢氧化钠吸收。通过分析可知图1中缺少仪器的连接顺序为EDF。本小题答案为：EDF。

（2）反应前先通入N2目的是排尽装置中的空气，防止NO被氧化。本小题答案为：排尽装置中的空气，防止NO被氧化。

（3）由（1）中分析可知确认气体中含NO的现象是向D中烧瓶内通入O2后，无色气体变成红棕色。本小题答案为：D中烧瓶内通入O2后，无色气体变成红棕色。

（4）合金中的金属和浓硝酸反应，若生成的气体全部是NO2，则有1/2的浓硝酸被还原，即有a/2 mol的浓硝酸被还原；若生成的气体全部是NO，则有1/4的浓硝酸被还原，即有a/4 mol的浓硝酸被还原。因为生成的气体只有NO和NO2，所以被还原硝酸的物质的量n的取值范围为a/4 mol＜ n ＜ a/2 mol。