Question

某学生设计了以下实验方案，探究铜和一定量（10mL）浓HNO₃反应中是否产生NO气体，实验装置如图所示（装置的气密性良好），请回答下列问题：

（1）在反应前通入N₂的作用是

 

，进行这步操作时应关闭

 

 而打开

 

（填K₁、K₂、K₃）．
（2）反应结束后，通过分液漏斗向试管中加40mL蒸馏水，再从B装置所得100mL溶液中取出25.00mL，加2滴酚酞试液，用0.1000mol/L的NaOH溶液滴定，当滴定完成后消耗NaOH溶液18.00mL，则B容器中所得HNO₃的物质的量是

 

，B中生成硝酸的同时会生成NO

 

mL（标准状况）．
（3）用C装置读取排出水的体积时，应注意

 

、

 

．
（4）若不考虑实验前后导管中的气体，C装置的气体中至少含N₂

 

mL．若由C装置测得所收集到的气体体积为143.0mL（已折算成标准状况），请你判断铜和一定量浓HNO₃反应过程中是否有NO生成？如果有，写出判断的依据；如果没有，写出理由．

 

．

Answer 1

分析：（1）根据NO的性质分析；由装置图可知N₂从K₃进，空气从K₁排出；
（2）根据硝酸与氢氧化钠反应关系计算；根据二氧化氮与水反应的方程式计算；
（3）读数时要保持左右气体压强相等，以减少误差；
（4）反应结束后，通过分液漏斗向试管中加40mL蒸馏水，已知试管的容积为50ml，所以原来试管内液体为10ml，则试管内的氮气为40ml；C装置测得所收集到的气体体积不等于二氧化氮产生的NO与氮气的体积和．

解答：解：（1）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；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；
故答案为：排除装置中的空气，防止生成的NO被氧化；K₂；K₁、K₃；
（2）根据硝酸与氢氧化钠反应的关系：HNO₃～NaOH   可知n（HNO₃）=0.1000mol/L×0.018L×4=7.2×10^-3mol；
由3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知，n（NO）=

1

2

n（HNO₃）=3.6×10^-3mol，则V（NO）=nVm=3.6×10^-3mol×22.4L/mol=0.0806L=80.6ml；
故答案为：7.2×10^-3mol；80.6；
（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；故答案为：保持两边液面相平；眼睛平视读数；
（4）反应结束后，通过分液漏斗向试管中加40mL蒸馏水，已知试管的容积为50ml，所以原来试管内液体为10ml，则试管内的氮气为40ml；C装置测得所收集到的气体体积143.0mL，二氧化氮与水反应产生的NO为80.6ml，氮气的体积为40ml，80.6ml+40ml＜143.0mL，说明原来气体中有NO；
故答案为：40mL；有NO生成，NO₂溶于水生成7.2×10^-3molHNO₃的同时，产生80.6mLNO，而试管中原有N₂等气体的总体积为40mL，两者加和小于143.0mL．

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．