Question

某研究性学习小组的一个课题是“NO₂能否支持木条的燃烧”由于实验室中没有现成的NO₂气体，该小组的同学设计了两个方案（忽略N₂O₄的存在，图中铁架台等夹持仪器均已略去）：

Ⅰ.实验装置如下图所示

（1）硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气。写出该反应的化学方程式：____________________________。

（2）当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO₂能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？___________  （填“正确”或“不正确”），理由是___________________________________________________________________。

Ⅱ.实验装置如下图所示

（1）写出浓硝酸受热分解的化学方程式：___________________________________________。

（2）实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学提出“NO₂不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？_______________（填“正确”或“不正确”），理由是_______________________________________。

Ⅲ.为了更能直接说明“NO₂能否支持木条的燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作。

Answer 1

Ⅰ.（1）2Cu（NO₃）₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑

（2）不正确  硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气体积分数相当，空气中带火星的木条不复燃，而在NO₂和O₂混合气体中木条复燃所以NO₂能支持燃烧

Ⅱ.（1）4HNO₃====4NO₂↑+O₂↑+2H₂O

（2）不正确  带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生大量水蒸气所致

Ⅲ.用金属铜与浓HNO₃反应制取NO₂气体并用浓硫酸干燥，再将带火星木条伸入NO₂中观察现象。

解析：本题推断结论的正确性可采用对照实验的方法。实验Ⅰ，NO₂和O₂的体积比为4∶1,相当于空气中N₂和O₂的体积比，空气不能使带火星的木条复燃，而体积比为4∶1的NO₂和O₂的混合气体能使带火星木条复燃，故可确定NO₂能支持燃烧。实验Ⅱ中浓HNO₃分解生成的NO₂和O₂的体积比也是4∶1,但还有水蒸气生成，水蒸气不能支持燃烧，故实验Ⅱ得出NO₂不能支持燃烧的结论不正确。为更直接地说明NO₂能支持燃烧，可先要制取纯净的NO₂，再检验NO₂能否支持燃烧。