题目内容

某小组设计实验,探究NO2被水吸收,力求达到:①NO2尽可能全部吸收  ②集气瓶中残留的气体尽可能少.
(1)实验室常用Cu和浓HNO3反应来制取,其化学方程式为
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

(2)如图虚线框内是某同学设计的装置简图,请你补充画出其中缺少的一种仪器(含试剂)
.
(3)根据设计的实验完成下表.
实验步骤 实验现象 化学方程式
① 将收集满NO2的集气瓶倒立
在水槽中
② 气体由无色变成红棕色,
后又变成无色,液面继
续上升
③ 其它现象与上相同.最后
瓶内只含极少量气体,液
体几乎充满
(4)该原理可用于工业上制硝酸.为减少污染物的排放,请你提出一条措施.
水吸收NO2时,通入略过量的空气,使氮的氧化物和氧气及水完全反应而被吸收
水吸收NO2时,通入略过量的空气,使氮的氧化物和氧气及水完全反应而被吸收
.
分析:(1)Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水;
(2)该反应为固体与液体的反应,需要分液漏斗加液体;
(3)二氧化氮溶于水,发生3NO2+H2O=2HNO3+NO,通入氧气发生2NO+O2=2NO2,重复操作②,总反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3;
(4)氮的氧化物为空气污染物,减少排放时应多通入氧气.
解答:解:(1)Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,该反应为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,故答案为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
(2)该反应为固体与液体的反应,需要分液漏斗加液体,分液漏斗中盛有浓硝酸,如图,故答案为:;
(3)二氧化氮溶于水,发生3NO2+H2O=2HNO3+NO,观察到集气瓶中液面上升约三分之二,气体由红红棕色变成无色,进行操作②通入氧气发生2NO+O2=2NO2,重复操作②,总反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3,则液体几乎充满集气瓶,
故答案为:
① 集气瓶中液面上升约三分
之二,气体由红红棕色变
成无色
3NO2+H2O=2HNO3+NO
2NO+O2=2NO2
② 将水逐滴滴入烧瓶,向盛有
NO2的集气瓶通入少量氧气
后,停止通气
③ 多次重复第②步操作,依次
减少氧气通入量,直至氧气
通入后,气体不变成红棕色
(4)为减少污染物的排放,由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知,水吸收NO2时,通入略过量的空气,使氮的氧化物和氧气及水完全反应而被吸收,故答案为:水吸收NO2时,通入略过量的空气,使氮的氧化物和氧气及水完全反应而被吸收.
点评:本题考查二氧化氮的制取及其性质,明确反应原理及二氧化氮与水的反应是解答本题的关键,并注意环境保护,题目难度中等.
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