Question

随者人们生活水平的提髙，小汽车已进人普通老百姓家庭，给人们出行带来方便．但大量的尾气排放也给环境带来极大危害．汽车尾气的主要成分为CO₂及CO、NO_x（ NO和NO₂）的混合物．其治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转换器”，利用催化剂使CO和NO_x发生反应大部分转化为CO₂和N₂．某小组在实验室利用下图所示装置模拟汽车尾气处理中CO和NO_x的反应并测量反应后混合气体的组成．

（已知：HCOOH

浓H2SO4

△

CO↑+H₂O）
请回答下列问题：
（1）检查A装a的气密性的操作为

 

（2）检査完气密性后，B装酋烧瓶中加入药品的操作为

 

（3）仪器的连接顺序为收集气体（填写装置编号）
（4）E装置的作用是

 

（5）若B装置中生成的NO_x为NO，则装置B中发生反应的化学方程式为

 

，装进D中发生反应的化学方程式为

 

．
（6）若通入的NO_x为NO．C装置增重8.8g，收集到的气体在标准状况下为4.48L（其相对分子质进为28.4）．则原反应混合气体中NO的物质的量为

 

．

Answer 1

分析：（1）依据装置中气体压强变化和导气管在水中气体冒出和水柱是否上升分析判断装置气密性；
（2）分析实验目的和实验过程简化装置连接顺序分析判断；
（3）根据实验目的和实验原理，选择仪器的连接顺序；
（4）浓硫酸用来干燥气体，调整气体流速；
（5）装置B中铜和硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，D中CO和NO反应生成氮气和二氧化碳；
（6）根据的化学方程式和所给数据求出收集到的气体中氮气的物质的量，再求出NO的物质的量．

解答：解：（1）依据装置中压强变化和液面变化分析，检验装置气密性的方法为：按照A装置安装好仪器，关闭分液漏斗活塞，将导气管插入水中，用酒精灯微热烧瓶，若导气管口处有汽泡冒出，移走酒精灯，导气管中有一段水柱上升，则气密性完好，
故答案为：按照A装置安装好仪器，关闭分液漏斗活塞，将导气管插入水中，用酒精灯微热烧瓶，若导气管口处有汽泡冒出，移走酒精灯，导气管中有一段水柱上升，则气密性完好；
（2）按照试验观察和操作顺序得到，取下B中烧瓶，打开橡胶塞，倾斜瓶口，用镊子把铜片送入瓶中，直立烧瓶，塞上橡皮塞，将烧瓶固定在铁架台上，
故答案为：取下B中烧瓶，打开橡胶塞，倾斜瓶口，用镊子把铜片送入瓶中，直立烧瓶，塞上橡皮塞，将烧瓶固定在铁架台上；
（3）该反应目的是模拟汽车尾气中CO和NO_X的反应并测量反应后混合气体的组成，装置A生成的CO和装置B生成的NO_x通入装置E干燥气体并调整气体流速，再通入装置D反应，反应后的气体通入装置C吸收生成的二氧化碳，最后收集气体，
故答案为：EDC；
（4）装置E中盛放浓硫酸，浓硫酸具有吸水性，所以装置C的作用是：干燥混合气体，通过观察气泡，调节气体流速，使气体充分混合，
故答案为：使两种气体充分混合，干燥混合气体，通过观察控制气体流速；
（5）若装置B生成的NO_X为NO，铜和硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，铜为还原剂，失电子，硝酸中的氮得电子，硝酸为氧化剂，化学方程式为：3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；由题干可知：装置D中利用催化剂使CO和NO发生反应大部分转化为CO₂和N₂，反应的化学方程式为：2CO+2NO

催化剂  .

2CO₂+N₂，
故答案为：3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；2CO+2NO

催化剂  .

2CO₂+N₂；
（6）通入的NO_X为NO时，发生的反应为：
2CO+2NO

催化剂  .

2CO₂+N₂，
              88g 22.4L
C装置增重8.8g，即生成二氧化碳8.8g，
生成的氮气的体积=

22.4L×8.8g

88g

=2.24L，氮气的物质的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol；
则收集的气体中有氮气0.1mol，一氧化碳和一氧化氮混合气体的物质的量=

4.48L

22.4L/mol

-0.1mol=0.1mol；
假设收集的气体中有xmol一氧化氮，则有（0.1-x）mol一氧化碳，
可得：0.1mol×28g?mol^-1+xmol×30g?mol^-1+（0.1-x）mol×28g?mol^-1=0.2mol×28.4g?mol^-1；
解之得：x=0.04
所以收集到的气体中，一氧化氮的物质的量为0.04mol，
故答案为：0.04mol．

点评：本题考查化学试剂的存放和一些基本的实验操作，以及处理汽车尾气的模拟实验，综合性强，要注意平时知识的积累．