题目内容

某同学利用如图装置制NO并进行相关实验探究。

(1)写出制备NO的反应方程式                                       
(2)收集的气体与空气混合后变红色,这说明NO具有_____性。 
(3)制备NO的步骤如下: 
1按图所示连接好装置;
2取下注射器,通过U型长管加入稀硝酸至接近U型短管的铜丝 
3在针头上安装好注射器,抽出U型短管中的所有空气;然后拔出注射器,并排尽注射器中的空气。 
4待硝酸与铜丝分离后,用已排除空气的注射器抽出生成NO,将注射器针头插入橡皮塞中以封口。 
在上述操作中遗漏的一个步骤是            ,在步骤3中可以观察到的现象为                     。                         
(4)在铜丝上绑上石墨的作用是                                 
(5)若将稀硝酸换成浓硝酸,则可制取NO2气体。请你用注射器收集NO2气体并完成“外界因素对化学平衡移动影响”实验探究,相关内容填在下面表格。(只完成一个影响因素的探究,其他实验用品自选)已知
2NO2(g) N2O4(g) △H <0;N2O4为无色气体。 
实验步骤  
实验现象  
实验结论  
①分别用两支注射器收集NO2,并将注射器针头插入橡皮塞中以封口。  
②_____________________  
_______________________  
________________________  
_______________________  
________________________  
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_______________________  
 
(1)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(2分) 
(2)还原 (2分) 
(3)检查装置的气密性(2分);u型管短管中溶液与铜丝接触反应;有气泡产生,溶液变蓝色,铜丝减少(2分) 
(4)形成原电池,加快反应速率(2分) 
(5)方案一: 
实验步骤 
实验现象 
实验结论 
②将二支注射器分别插入装有热水、冰水的烧杯中(1分);几分钟后拿出作对比。(1分) 
浸入热水的注射器中的气体颜色变深;(1分) 
浸入冰水的注射器中的气体颜色变浅。(1分) 
在其他条件不变的情况下(1分),温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;温度降低会使化学平衡向放热反应的方向移动(1分)(只答一方面也给1分) 
 
或:方案二: 
实验步骤 
实验现象 
实验结论 
②将一支注射器的活塞迅速往里推到一定位置,然后与另一支注射器的气体作对比(1分);回复原状后再将注射器的活塞迅速往外拉到一定位置,然后与另一支注射器的气体作对比(1分) 
迅速推动注射器,针管内气体颜色先变深后慢慢变浅(1分);迅速拉伸注射器时,针管内气体颜色先变浅后深慢慢变深。(1分) 
在其他条件不变的情况下(1分),增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;减小压强,会使平衡向着气体体积增大的方向移动。(1分)(只答一方面也给1分) 
 

试题分析:(1)从右图装置可以看出,该装置利用铜丝和稀硝酸接触反应制备NO,所以发生的反应方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(2)NO与空气混合变红是由于NO被O2氧化生成了红棕色的NO2,所以体现了NO较强的还原性。
(3)该装置是一个制备NO气体的实验装置,制备气体的装置都要检查装置的气密性,所以在所给出的步骤中漏了检查气密性的步骤。该装置用注射器抽走U形管左侧液面上方的空气后压强减小,所以液体硝酸会充满左端并与金属Cu接触发生反应,所以发生反应后观察到的实验现象是U型管短管中溶液与铜丝接触反应,有气泡产生,溶液变蓝色,铜丝溶解减少;由于有气体产生左边液面下降,右边液面上升。
(4)在铜丝上绑上石墨,石墨并不参与反应,但是石墨可以和铜丝构成原电池,石墨作正极,所以可以加快反应制备NO气体。
(5)本题要注意的是题目要求实验探究的目的是外界因素对化学平衡移动影响,所以实验中应该在其他条件不变的情况下,改变某一条件,从而观察现象,由现象得出该反应的实验结论。给出的已知反应方程式能提供的信息是反应有气体参加且正反应是放热反应,NO2有颜色,而N2O4 无色。所以能够控制的使该反应平衡发生改变的条件可以是压强(容器体积)和温度。由于注射器做容器已经在步骤①固定,所以还需要实验的步骤就是改变条件了,要利用好教材中出现的该实验,同时也不要受教材中出现的实验影响而去改变容器,所以合理的实验如下表:方案一: 
实验步骤 
实验现象 
实验结论 
②将二支注射器分别插入装有热水、冰水的烧杯中(1分);几分钟后拿出作对比。(1分) 
浸入热水的注射器中的气体颜色变深;(1分) 
浸入冰水的注射器中的气体颜色变浅。(1分) 
在其他条件不变的情况下(1分),温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;温度降低会使化学平衡向放热反应的方向移动(1分)(只答一方面也给1分) 
 
或:方案二: 
实验步骤 
实验现象 
实验结论 
②将一支注射器的活塞迅速往里推到一定位置,然后与另一支注射器的气体作对比(1分);回复原状后再将注射器的活塞迅速往外拉到一定位置,然后与另一支注射器的气体作对比(1分) 
迅速推动注射器,针管内气体颜色先变深后慢慢变浅(1分);迅速拉伸注射器时,针管内气体颜色先变浅后深慢慢变深。(1分) 
在其他条件不变的情况下(1分),增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;减小压强,会使平衡向着气体体积增大的方向移动。(1分)(只答一方面也给1分) 
 
练习册系列答案
相关题目
某校化学实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮,用如图所示装置进行实验(加热装置和夹持装置均已略去,装置气密性良好,F是用于鼓入空气的双连打气球)。

实验操作及现象:
实验操作
现象
Ⅰ.将B装置下移,使碳酸钙与稀硝酸接触
产生气体
Ⅱ.当C装置中产生白色沉淀时,立刻将B装置上提
 
Ⅲ.将A装置中铜丝放入稀硝酸中,给A装置微微加热
A装置中产生无色气体
E装置中开始时出现浅红棕色气体
Ⅳ.用F装置向E装置中鼓入空气
E装置内气体颜色逐渐加深
Ⅴ.一段时间后
C装置中白色沉淀溶解
 
试回答下列问题:
(1)操作Ⅰ中产生气体的化学式为                 ;操作Ⅰ的目的是                ;D装置的作用是                                                
(2)C装置中白色沉淀的化学式是                                  ,操作Ⅱ中当C装置中产生白色沉淀时立刻将B装置上提的原因是                                
(3)操作Ⅲ中A装置中产生无色气体的化学方程式是                                
(4)E装置内气体颜色逐渐加深的原因是                                
(5)操作Ⅴ现象产生的原因是(用化学方程式说明)                                
如图1所示是实验室中制取气体的一种简易装置。
(1)请简述检验它的气密性的方法                                       
(2)利用如图1所示装置制取气体时,可适用的反应条件和反应物状态为________________________。
某同学设计如图2所示装置,用粗铁粒与16.9%稀硝酸反应制取NO气体并探究产物中铁的价态。请回答有关问题。

(3)已知16.9%稀硝酸的密度为1.10g·cm-3,则其物质的量浓度为____________(计算结果保留两位小数)。若用63%的硝酸配制16.9%稀硝酸500mL,所需的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、            
(4)实验开始时,先打开止水夹a、关闭止水夹b时,A装置的干燥管中观察到的现象是                。B装置烧杯中液体的作用是_________________________。当A装置中气体几乎无色时,打开止水夹b,关闭止水夹a,可用C装置收集NO气体。
(5)现有仪器和药品:试管和胶头滴管,0.1mol·L-1KSCN溶液、0.2mol·L-1酸性KMnO4溶液、0.1mol·L-1KI溶液、氯水等。请你设计一个简单实验,探究A装置烧杯里完全反应后含铁可能的价态,填写下列实验报告:
实验步骤
操作
现象与结论
第一步
取少量液体装于试管,向试管中滴入几滴KSCN溶液。
 
第二步
 
若溶液紫色褪去,则说明含有Fe2+
若无明显变化,则说明不含Fe2+
 
甲、乙两同学用下图所示装置进行实验,探究硝酸与铁反应的产物。

文献记载:Ⅰ.在浓硝酸与活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物。
Ⅱ.FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色) ΔH<0。
Ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。
甲的实验操作和现象记录如下:
实验操作
实验现象
打开弹簧夹,通入一段时间CO2,关闭弹簧夹。
 
打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中,关闭活塞。
无明显现象。
加热烧瓶,反应开始后停止加热。
①A中有红棕色气体产生,一段时间后,气体颜色逐渐变浅;B中溶液变棕色;C中溶液紫色变浅。
②反应停止后,A中无固体剩余。
 
请回答下列问题:
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是             。 
(2)检验是否生成-3价氮的化合物,应进行的实验操作是  。 
(3)甲取少量B中溶液,加热,实验现象是             。请用化学平衡原理解释原因:             。甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。 
(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据,乙仍采用该装置和操作进行对照实验,乙作出的改变是               ,证明有NO生成的实验现象是                 。 
(5)证明A溶液中含有Fe3+,选择的药品是(填序号)   。 
A.铁粉             B.溴水      C.铁氰化钾溶液        D.硫氰化钾溶液

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