Question

某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）．

可选药品：稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸、NaOH溶液、蒸馏水
查阅资料：A．浓硝酸能将NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO．
B．氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO₂反应2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O

实验过程	实验现象
Ⅰ．检验装置的气密性	\
Ⅱ．…	\
Ⅲ．打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞．	①中产生大量的红棕色气体，红棕色气体在②中变为无色，气体通过③后依然为无色，通过④后变为红棕色

（1）①中发生反应的离子方程式是

 

．
（2）②中发生反应的化学方程式是

 

．
（3）装置②～⑤中盛放的药品分别是②

 

、③

 

、④

 

、⑤

 

．
（4）Ⅱ的操作是

 

，目的是

 

．
（5）该同学得出结论所依据的实验现象是

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,硝酸的化学性质

专题：实验设计题

分析：（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水；
（2）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；
（3）①中产生大量的红棕色气体即NO₂，红棕色气体在②中变为无色即反应消耗二氧化氮，所以②是蒸馏水，气体通过③后依然为无色，说明不反应，故③为稀硝酸，通过④后变为红棕色，则进入装置④的气体为NO，浓硝酸能将NO氧化成NO₂，所以④为浓硝酸，由装置④出来的尾气中含有NO、NO₂，NO、NO₂都是有毒气体，直接排放为污染空气，所以最后用氢氧化钠吸收；
（4）装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰；
（5）根据③中液面上方为无色，④中液面上方变为红棕色判断．

解答： 解：（1）Cu与浓HNO₃反应生成Cu（NO₃）₂、NO₂、H₂O，反应离子方程式为Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）二氧化氮与水反应生成硝酸与NO，反应方程式为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（3）①中产生大量的红棕色气体即NO₂，红棕色气体在②中变为无色即反应消耗二氧化氮，所以②是蒸馏水，气体通过③后依然为无色，说明不反应，故③为稀硝酸，通过④后变为红棕色，则进入装置④的气体为NO，浓硝酸能将NO氧化成NO₂，所以④为浓硝酸，由装置④出来的尾气中含有NO、NO₂，NO、NO₂都是有毒气体，直接排放为污染空气，所以最后用氢氧化钠吸收；故答案为：蒸馏水；稀硝酸；浓硝酸；氢氧化钠溶液；
（4）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N₂赶走装置中的空气，
故答案为：打开弹簧夹，通一段时间N₂，关闭弹簧夹；赶净装置中的空气（或氧气）；
（5）根据③中液面上方为无色，④中液面上方变为红棕色说明一氧化氮不能被稀硝酸氧化而被浓硝酸氧化成二氧化氮；
故答案为：③中液面上方为无色，④中液面上方变为红棕色．

点评：本题主要考查HNO₃的性质、物质验证性实验设计，利用对比的方法判断硝酸的性质，题目难度中等，是对基础知识与学生综合能力的考查，理解原理与各装置作用是解题的关键．