题目内容

11．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图装置进行实验（夹持仪器已略去）．实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO．由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸．
可选药品：浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及CO2．
已知氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O．

（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液．
（2）滴加浓硝酸之前，需打开弹簧夹，通入一段时间的CO2，其目的是排出体系中的空气，防止NO被氧化成NO2．
（3）装置①中发生反应的离子方程式是Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O．
（4）装置②的作用是将NO2转化为NO，发生反应的化学方程式是3NO2+H2O=2HNO3+NO．
（5）该小组得出的结论依据的实验现象是装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
（6）实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色．甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体．同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确．这些方案中可行的是acd．（可多选）
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化
b．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氧气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化．

分析 验证浓硝酸的氧化性，应首先检查装置的气密性，硝酸与铜发生反应生成二氧化氮，通入水后生成一氧化氮，然后通过浓硝酸，如无色气体生成红棕色气体，可证明硝酸具有氧化性，可氧化一氧化氮，生成的气体不能直接排放到空气中，应有尾气处理装置，
（1）结合实验目，根据装置特点分析各装置的作用，再根据物质的性质的判断，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液；
（2）NO易与氧气反应生成二氧化氮，装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰；
（3）装置①中铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水；
（4）进入装置②中的气体为二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸与NO；
（5）根据对比实验③、④的实验现象判断；
（6）根据是否改变溶液中硝酸铜的质量分数或溶解气体的浓度判断．

解答 解：（1）根据装置特点和实验目的，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气；因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸．
故答案为：3mol/L稀硝酸；浓硝酸；氢氧化钠溶液；
（2）由于装置中残存的空气，能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，
故答案为：排出体系中的空气，防止NO被氧化成NO2；
（3）装置①中Cu与浓HNO3反应生成Cu（NO3）2、NO2、H2O，反应方程式为Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，离子反应为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，
故答案为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；
（4）装置①中反应生成了二氧化氮，在装置②中二氧化氮会与水反应，即3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以装置②的作用是将NO2转化为NO，
故答案为：将NO2转化为NO；3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（5）NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之．装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体，
故答案为：装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色；
（6）要证明是Cu（NO3）2浓度过低或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的NO2赶走，再观察颜色变化，则a、c方案符合；二是增加溶液中Cu（NO3）2溶液的浓度，观察反应后的颜色变化，则d方案符合，所以可行的方案为acd，
故选：acd．

点评 本题考查性质方案的设计，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握硝酸的性质及性质方案设计与评价原则，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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