题目内容

3.欲用浓硝酸法测定某铜银合金中铜的质量分数(测定反应后生成气体的量),但资料表明:①反应中除生成NO2气体外还有少量NO生成;②常温下NO2和N2O4混合存在,在低于0℃时,几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在.为完成测定并验证确有NO生成,有人设计了如图所示的实验装置.

(1)实验开始前要先打开A部分的活塞K1,持续通一段时间的氮气再关闭K1,这样做的目的是排尽装置中的空气,防止生成的NO被氧化.
(2)装置中B瓶的作用是除去气流中的水蒸气.
(3)A中的反应停止后,打开D中的活塞K2,并通入氧气,若反应确有NO产生,则D中应出现的现象是瓶内出现红棕色.
(4)为减少测量误差,在A中反应完成和D中出现现象后,还应继续进行的操作是打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2.
(5)C装置烧瓶中的物质是液态或固态的N2O4,用简单的实验证实你的判断:在通风厨从冰盐水中取出烧瓶,观察到烧瓶中液体或固体迅速消失,瓶中充满红棕色气体,证明烧瓶中的物质是液态或固态的N2O4.
(6)实验已测出一定质量的铜银合金完全反应后E装置的生成物中含氮元素的质量,为确定合金中铜的质量分数还需测定的数据是C中圆底烧瓶在实验前后增加的质量.

分析 实验开始前要先打开A部分的活塞K1,持续通一段时间的氮气再关闭K1,排尽装置中的空气,滴入浓硝酸反应生成二氧化氮和一氧化氮气体,干燥后通过装置C,在低于0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在,A中的反应停止后,打开D中的活塞K2,并通入氧气,若反应确有NO产生,则D中出现红棕色气体,说明有一氧化氮气体生成,剩余气体用氢氧化钠溶液吸收;
(1)通入氮气是排除装置中的空气,避免生成的一氧化氮气体被氧化为二氧化氮;
(2)B装置是利用浓硫酸的吸水性吸收气体中的水蒸气避免在C中 冷却后水和二氧化氮反应生成一氧化氮;
(3)一氧化氮和氧气反应生成红棕色气体二氧化氮气体;
(4)由于装置中有残留的气体,所以要打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2,以把气体完全排尽;
(5)根据“在低于0℃时,几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在”进行判断;将C中物质在通风厨中取出后,温度升高,会出现红棕色的二氧化氮,从而证明C物质成分;
(6)要计算铜质量分数,还需要计算出生成的N2O4的质量,所以还需要测量C中烧烧瓶在实验前后增加的质量.

解答 解:(1)通入氮气是排除装置中的空气,避免生成的一氧化氮气体被氧化为二氧化氮;
故答案为:排尽装置中的空气,防止生成的NO被氧化;
(2)B装置是利用浓硫酸的吸水性吸收气体中的水蒸气避免在C中冷却后水和二氧化氮反应生成一氧化氮,
故答案为:除去气流中的水蒸气;
(3)A中的反应停止后,打开D中的活塞K2再通入氧气,若反应中确有NO产生,一氧化氮和氧气反应生成红棕色气体二氧化氮气体,
故答案为:瓶内出现红棕色;
(4)由于装置中有残留的气体,所以在A中反应完成和D中出现现象后还须进行的操作是:打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2,以把气体完全排尽;
故答案为:打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2;
(5)根据“在低于0℃时,几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在”可知,C中的物质为液态或固态的N2O4;证明C中物质的方法为:在通风厨从冰盐水中取出烧瓶,观察到烧瓶中液体或固体迅速消失,瓶中充满红棕色气体,证明烧瓶中的物质是液态或固态的N2O4,
故答案为:液态或固态的N2O4;在通风厨从冰盐水中取出烧瓶,观察到烧瓶中液体或固体迅速消失,瓶中充满红棕色气体,证明烧瓶中的物质是液态或固态的N2O4;
(6)要计算铜质量分数,还需要计算出生成的N2O4的质量.所以还需要测量C中烧烧瓶在实验前后增加的质量,
故答案为:C中圆底烧瓶在实验前后增加的质量.

点评 本题考查了物质性质的实验设计及硝酸性质的应用,题目难度中等,要求学生熟练掌握化学实验基本操作方法,明确实验目的为解答关键,注意合理把握性质实验方案设计与评价原则.

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