题目内容

20．某研究性学习小组设计了图1装置研究硝酸的性质．
实验一：甲组同学用图1一装置来证实稀硝酸与铜反应生成NO．
（1）装置中a仪器的名称为球形干燥管．
（2）加入硝酸的操作：应先打开活塞A，然后从右管的漏斗中向U形管中逐渐注入稀硝酸．当注满后，应关闭活塞A，此时观察到的现象U型管左管中，铜表面有无色气体生成，液面下降，溶液逐渐变为蓝色．待反应一会后若打开活塞A，观察到的现象为在干燥管中看到气体变为红棕色，左管液面上升．
（3）若要收集NO气体，下列收集装置（图2）中合适的是（填序号）C、E．

（4）在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol/L、0.1mol/L向该混合液中加入1.92g铜粉，加热待充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是0.225mol/L．
实验二：乙组同学利用上述装置完成浓硝酸与铜的反应
（5）乙组同学发现实验室里有几瓶浓硝酸呈黄色，请用化学方程式解释这种现象：浓硝酸受热或见光易分解产生红棕色的二氧化氮气体（4HNO3$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$4NO2↑+O2↑+2H2O），该气体溶于浓硝酸中，而使溶液变为黄色．

分析 （1）装置中a仪器的名称为是球形干燥管；
（2）加入硝酸的操作：应先打开活塞A保证U形管内压强平衡，且排出气体，然后从右管的漏斗中向U形管中逐渐注入稀硝酸．当注满后，应关闭活塞A，铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和无色气体一氧化氮，硝酸铜为蓝色；待反应一会后若打开活塞A，空气进入，一氧化氮被氧化成二氧化氮；
（3）一氧化氮有毒且易和氧气反应生成二氧化氮，一氧化氮不和水反应，所以不能用排水法收集，应该用排水法收集；
（4）根据n=$\frac{m}{M}$计算1.92g铜物质的量，铜屑投入HNO3和H2SO4的混合溶液中发生的反应：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO+4H2O，结合铜、硝酸根、氢离子的物质的量根据离子方程式进行过量计算，再根据不足的物质计算铜离子的物质的量，结合c=$\frac{n}{V}$计算铜离子浓度；
（5）硝酸不稳定分解产生的二氧化氮溶解其中呈黄色．

解答 解：（1）装置中a仪器含有典型的球泡特征，为球形干燥管，
故答案为：球形干燥管；
（2）加入硝酸的操作：应先打开活塞A保证U形管内压强平衡，同时把U形管左侧的空气排出，铜丝和硝酸反应，所以当注满后，应关闭活塞A，铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和无色气体一氧化氮，硝酸铜为蓝色，所以此时观察到的现象为U型管左管中，铜表面有无色气体生成，液面下降，溶液逐渐变为蓝色，待反应一会后若打开活塞A，空气进入，在干燥管中无色的一氧化氮被氧化成红棕色的二氧化氮，左管液面上升，
故答案为：打开；关闭；U型管左管中，铜表面有无色气体生成，液面下降，溶液逐渐变为蓝色；在干燥管中看到气体变为红棕色，左管液面上升；
（3）一氧化氮有毒且易和氧气反应生成二氧化氮，一氧化氮不和水反应，所以不能用排水法收集，应该用排水法收集，排水装置中，气体的进出口符合“短进长出”的原则，故CE符合，
故答案为：C、E；
（4）溶液中的氢离子包括硝酸、硫酸电离的，所以n（H+）=0.4mol/L×0.1L+0.1mol/L×0.1L×2=0.06mol，n（NO3-）n=0.4mol/L×0.1L=0.04mol，1.92g铜的物质的量为$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，则：
             3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
           3       8            2
0.03mol   0.08mol       0.02mol
所以氢离子的物质的量不足，根据氢离子的物质的量计算，由离子方程式可知0.06mol氢离子反应，生成的铜离子的物质的量为0.06mol×$\frac{3}{8}$=0.0225mol，所以溶液中c（Cu2+）=$\frac{0.0225mol}{0.1L}$=0.225mol/L，
故答案为：0.225mol/L；
（5）浓硝酸不稳定，受热或见光分解产生的红棕色二氧化氮溶解其中呈黄色，反应方程式为4HNO3（浓）$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$4NO2↑+O2↑+2H2O，
故答案为：浓硝酸受热或见光易分解产生红棕色的二氧化氮气体（4HNO3$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$4NO2↑+O2↑+2H2O），该气体溶于浓硝酸中，而使溶液变为黄色．

点评 本题考查了硝酸的性质实验探究，侧重于氮氧化物的性质的考查，为高频考点，把握物质的性质及发生的反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意硝酸的性质，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．25℃时，0.1mol/L某溶液pH=4，则这溶液可能是（　　）
A．氨水B．NH4ClC．NaClD．HCl
11．现有8种元素的性质、数据如下表所列，它们属于第二或第三周期．
编号
元素
性质		①②③④⑤⑥⑦⑧
原子半径（10-10m）0.741.601.521.100.991.860.750.82
最高或最低化合价+2+1+5+7+1+5+3
-2-3-1-3
回答下列问题：
（1）③的元素符号是Li，⑧的元素名称是硼．①在元素周期表中的位置是（周期、族）第二周期第VIA族．
（2）在最高价氧化物的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是HClO4；碱性最强的化合物的电子式是：； 属离子化合物（填“离子”或“共价”）． 
（3）比较④和⑦的氢化物的稳定性（用化学式表示）NH3＞PH3
（4）写出⑦的最高价氧化物对应水化物跟它的氢化物反应的化学方程式：NH3+HNO3=NH4NO3
（5）写出②最高价氧化物对应水化物跟⑤的氢化物水溶液反应的离子方程式：Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O．
8．周期表中16号元素和4号元素的原子相比较，前者的下列数据是后者的4倍的是（　　）
A．电子数B．最外层电子数C．电子层数D．K层电子数
15．肉桂酸异戊酯G（）是一种香料，一种合成路线如图：

已知以下信息：
①RCHO+R'CH2CHO$\stackrel{一定条件}{→}$
②C为甲醛的同系物，相同条件下其蒸气与氢气的密度比为22．
回答下列问题：
（1）A的化学名称为苯甲醇．
（2）B和C反应生成D的化学方程式为+CH3CHO$\stackrel{一定条件}{→}$+H2O．
（3）E和F反应生成G的化学方程式为．
（4）F的同分异构体中不能与金属钠反应生成氢气的共有6种（不考虑立体异构），其中核磁共振氢谱只有两组峰，且峰面积比为3：1的为（CH3）3COCH3（写结构简式）．
5．分子式为C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2、C6H12O2四种物质均属于酯，其碳原子数与同分异构体的关系如图，则y值为（　　）
A．16B．18C．19D．20
12．人们可根据物质的性质，采取适当的方式将混合物中各组分分离开来：
（1）不溶性固体与水的混合物，如BaSO4与水，可用过滤方法分离；
（2）可溶性固体与水的混合物，如水和食盐，可用蒸发方法分离；
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