题目内容

13．为了证明铜与稀硝酸反应产生的是NO，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去），B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的打气球．
（1）实验时，为在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，必须事先除去其中的空气．其中第一步实验操作为将B伸入A的溶液中．从装置的设计看，确定E中空气已被赶尽的实验现象是C中澄清石灰水变浑浊．
（2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O．有人认为E中收集到的可能是H2而不是NO，如何证明？将F气球中空气压入E中，有红棕色气体生成．
（3）氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾．因此装置D的作用是吸收尾气，防止空气污染．
（4）用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，据此信息写出NO2与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O．
（5）汽车尾气中含有一氧化氮和一氧化碳，经过排气管中的催化转化器转化为对大气无污染的物质．写出该反应的化学方程式：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+2CO2．

分析 实验时，可先将B装置中CaCO3放入硝酸中，碳酸钙和硝酸反应生成二氧化碳气体，先排出去其中的空气，以便在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，且在C中可观察到浑浊，有碳酸钙沉淀生成，A中硝酸和铜反应生成NO，易于氧气反应，则将F气球中空气压入E中，有红棕色气体生成，二氧化碳密度比空气重，应用向上排空气法收集，装置D中盛有氢氧化钠溶液，可用与吸收二氧化氮气体，气球可用于吸收不反应的NO，以防止污染空气，以此解答该题．
（1）装置中含有空气，干扰NO的检验，用其它气体排出空气；碳酸钙和硝酸反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；
（2）Cu和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水；NO不稳定，易被氧气氧化生成红棕色气体二氧化氮，常温下氢气和氧气不反应；
（3）氮氧化物有毒，污染大气，为防止污染大气，可以用碱液吸收；
（4）该反应中N元素化合价由+2价、+4价变为+3价，得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂，推断NO2与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水；
（5）NO和CO在催化剂条件下反应生成无毒的氮气和二氧化碳．

解答 解：（1）装置中含有空气，空气中氧气能将NO氧化为红棕色气体二氧化氮而干扰NO的检验，所以用其它气体排出空气，碳酸钙和硝酸反应生成二氧化碳而排出空气，从而排除空气的干扰，实验时，第一步实验操作可先将B装置中CaCO3放入硝酸中，碳酸钙和硝酸反应生成二氧化碳气体，先排出去其中的空气，以便在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色；碳酸钙和硝酸反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，如果C装置变浑浊，就证明E中空气被除尽，
故答案为：将B伸入A的溶液中；C中澄清石灰水变浑浊；
（2）稀硝酸具有强氧化性，能将Cu氧化为硝酸铜，自身被还原为NO，离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，A中硝酸和铜反应生成NO，易与氧气反应，则将F气球中空气压入E中，有红棕色气体生成，如观察到红棕色，则说明生成NO而不是氢气，
故答案为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；将F气球中空气压入E中，有红棕色气体生成；
（3）氮氧化物有毒而污染大气，且氮氧化物能和NaOH反应生成无毒物质，所以D的作用是吸收尾气而防止空气污染，
故答案为：吸收尾气，防止空气污染；
（4）NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，该反应中N元素化合价由+2价、+4价变为+3价，所以氧化剂是NO2，还原剂是NO，所以NO2与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，反应的化学方程式为：2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O
故答案为：2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O；
（5）NO和CO在催化剂条件下反应生成无毒的氮气和二氧化碳，反应方程式为2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+2CO2，
故答案为：2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+2CO2．

点评 本题以硝酸的性质为载体综合考查性质实验的设计，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握相关物质的性质，明确实验目的和原理是解答该题的关键，注意相关实验操作方法的注意事项，难度中等．

练习册系列答案
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19．对于反应：N2+O2?2NO，在密闭容器中进行，下列条件中不能加快化学反应速率的是（　　）
A．缩小体积使压强增大B．体积不变充入N2使气体压强增大
C．体积不变充入Ne使气体压强增大D．升高温度
4．已知甲、乙、丙、X是4种中学化学中常见的物质，其转化关系符合如图．则甲和X是
（1）若甲和X均为非金属单质，（且甲和X互换后也能符合要求）则甲C XO2
（2）若甲为气体单质，X为固体单质，乙和X在溶液中进行得到丙，则甲Cl2 XFe
（3）若甲是焰色反应为黄色的化合物，X是引起温室效应的一种气体，请写出乙溶液通入X气体生成丙的离子方程式CO32-+CO2+H2O=2HCO3-．
1．用括号内的试剂除去下列各物质中少量的杂质，正确的是（　　）
A．溴苯中的溴（碘化钾溶液）B．乙烷中的乙烯（氢气）
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8．当光束通过下列分散系时，能产生丁达尔效应的是（　　）
A．NaCl溶液B．Fe（OH）3胶体C．浓硫酸D．泥浆
18．下列化学反应的离子方程式正确的是（　　）
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5．生活中很多现象都涉及能量的转化．下列反应中属于吸热反应是（　　）
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C．食物因氧化而腐败D．石灰水中和酸性土壤
2．下列排列顺序正确的是（　　）
①热稳定性：H2O＞HF＞H2S          ②离子半径：F-＞Na+＞Mg2+＞Al3+
③酸性：H3PO4＞H2SO4＞HClO4④结合质子能力：OH-＞CH3COO-＞Cl-（　　）
A．①③B．①④C．②④D．②③
3．解答下列问题
（1）除去Fe2O3 中混有Al2O3的试剂是NaOH，离子方程式为Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O
（2）除去Na2CO3粉末中混入的NaHCO3杂质用加热方法，化学方程式为2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑
（3）印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路板是，要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”．完成FeCl3 溶液的有关问题．
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②将1～2mL FeCl3 饱和溶液逐渐滴加到沸水中，继续煮沸至溶液呈红褐色，可以制得胶体．

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