题目内容

3．某化学小组设计如图装置，探究铜和一定量的浓HNO3是否反应是否有NO生成．已知：A试管内空气体积为50mL（标准状况），B广口瓶盛80mL水，硝酸不溶于煤油．
请回答下列问题：
（1）加入浓HNO3前应先通一段时间N2，具体操作为：关闭K3，打开K1、K2，其作用是通入N2 排尽装置内的空气，以防氧化可能生成的NO．
（2）关闭K1、K2，打开K3，通过分液漏斗向试管中加入一定量的浓硝酸，然后在硝酸上方加一层煤油，煤油的作用是液封，防正硝酸挥发，待铜和硝酸反应完毕后，通过分液漏斗向试管中加煤油直至试管充满．
（3）读取量气管读数时，要先向下移动量气管D，调整液面使C、D 中液面相平，然后再读取读数．
（4）数据分析：①从B中取20mL溶液，恰好中和用去0．lmol/L的NaOH体积为16mL则B中所得硝酸的物质的量浓度为0.08mol/L．
②假设只生成NO2，通过计算理论上收集到的气体体积为121.68mL （标准状况下）．
③实验最终测得气体的体积为130.5mL（标准状况下），与理论值有差异，其理由可能为A．
A．Cu与一定物质的量浓度的HNO3反反应除了生成NO2还生成NO
B．过程中还发生了反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3
C．过程中还发生了反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3
D．硝酸具有挥发性，对实验有影响．

分析 （1）由装置图可知N2从K3进，空气从K1排出；NO能与空气中的氧气反应，要先排尽氧气；
（2）硝酸属于挥发性酸，煤油的密度小在硝酸上面，能防止硝酸挥发；
（3）读数时要保持左右气体压强相等，以减少误差；
（4）①B中溶液为硝酸，与氢氧化钠等物质的量反应，根据氢氧化钠的物质的量计算；
②B中发生的反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO，根据硝酸的物质的量计算NO的物质的量和体积；
③A．Cu与一定物质的量浓度的HNO3反反应除了生成NO2还生成NO，生成NO时，量气管中NO偏多；
B．过程中还发生了反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，则量气管中NO偏少；
C．过程中还发生了反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，则量气管中NO偏少；
D．实验中加了煤油，排除了硝酸挥发性的影响．

解答 解：（1）由装置图可知N2从K3进，空气从K1排出，所以要关闭 K2，打开K1、K3；NO易被空气中的氧气氧化，所以要先用氮气排净装置中的空气；
故答案为：关闭K3，打开K1、K2；排尽装置内的空气，以防氧化可能生成的NO；
（2）硝酸属于挥发性酸，煤油的密度小在硝酸上面，能防止硝酸挥发，所以在硝酸中加煤油的作用为液封，防正硝酸挥发；
故答案为：液封，防正硝酸挥发；
（3）读数时要保持左右气体压强相等，以减少误差，即保持两边液面相平，还要用眼睛平视读数，即向下移动量气管D，调整液面使C、D 中液面相平；
故答案为：向下移动量气管D，调整液面使C、D 中液面相平；
（4）①B中溶液为硝酸，与氢氧化钠等物质的量反应，从B中取20mL溶液，恰好中和用去0．lmol/L的NaOH体积为16mL，则c（硝酸）=$\frac{16×1{0}^{-3}×0.1}{20×1{0}^{-3}}$=0.08mol/L；
故答案为：0.08mol/L；
②B中发生的反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO，B中溶液的体积为80mL，则B中硝酸的物质的量为0.08L×0.08mol/L=0.0064mol，所以NO的体积为0.0064mol×$\frac{1}{2}$×22.4L/mol=0.07168L，由于A中残留N2为50mL，也被全部排到量气管中，所以理论上收集到的气体体积为71.68+50=121.68mL；
故答案为：121.68；
③A．Cu与一定物质的量浓度的HNO3反反应除了生成NO2还生成NO，生成NO时，量气管中NO偏多，实验最终测得气体的体积为130.5mL比理论值偏大，故A正确；
B．过程中还发生了反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，则量气管中NO偏少，而实验最终测得气体的体积为130.5mL比理论值偏大，故B错误；
C．过程中还发生了反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，则量气管中NO偏少，实验最终测得气体的体积为130.5mL比理论值偏大，故C错误；
D．实验中加了煤油，排除了硝酸挥发性的影响，实验值与理论值相近，故D错误；
故答案为：A．

点评 本题考查了物质性质的分析应用、实验设计的判断、物质反应的计算应用，主要考查及其化合物性质的分析应用，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和实验探究能力．

练习册系列答案
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9．下列各选项中所述的两个量，前者比后者大的是（　　）
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13．下列物质中含有共价键的离子化合物的是（　　）
A．H2OB．CaCl2C．KOHD．Cl2

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