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．
| 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 |
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| A． | 溴苯中的溴（碘化钾溶液） | B． | 乙烷中的乙烯（氢气） | ||
| C． | 乙酸乙酯中的乙酸（饱和碳酸钠溶液） | D． | 苯中的甲苯（溴水） |
| A． | NaCl溶液 | B． | Fe（OH）3胶体 | C． | 浓硫酸 | D． | 泥浆 |
| A． | 硫酸工业尾气中的SO2用过量的氨水吸收：2NH3•H2O+SO2═2NH4++SO32-+H2O | |
| B． | FeO和稀HNO3的反应：FeO+2H+═Fe2++H2O | |
| C． | 向NH4Cl溶液中滴入烧碱溶液并加热：NH4++OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3•H2O | |
| D． | 向NaClO溶液中通入少量SO2：2ClO-+SO2+H2O═2HClO+SO32- |
| A． | 煅烧石灰石 | B． | 炸药爆炸 | ||
| C． | 食物因氧化而腐败 | D． | 石灰水中和酸性土壤 |