题目内容
某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应．其实验过程如下．
（1）热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应．
①碳与浓硝酸的反应，说明浓硝酸具有 性．
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解，写出反应的化学方程式 ．
（2）实验现象中液面上木炭迅速燃烧，发出光亮．小组同学为了研究助燃气体是O2还是NO2，设计了以下实验．
Ⅰ．制取NO2气体．
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图（夹持仪器略）．
②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2，反应生成两种物质的量相等的正盐，写出这两种盐的化学式 ．
Ⅱ．探究实验．
实验操作：在空气中引燃木炭，使其燃烧并带有火焰，将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中．
实验现象：木炭在NO2气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色．
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式 ．
②试分析：是否需要增加带火焰的木炭与纯净O2反应的实验 ．
③通过实验探究，你认为助燃气体是什么，简述理由 ．
| 操作 | 现象 |
| a．用干燥洁净的烧杯取约10mL浓硝酸，加热． |  |
| b．把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中． | 红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧，发出光亮． |
①碳与浓硝酸的反应，说明浓硝酸具有
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解，写出反应的化学方程式
（2）实验现象中液面上木炭迅速燃烧，发出光亮．小组同学为了研究助燃气体是O2还是NO2，设计了以下实验．
Ⅰ．制取NO2气体．
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图（夹持仪器略）．
②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2，反应生成两种物质的量相等的正盐，写出这两种盐的化学式
Ⅱ．探究实验．
实验操作：在空气中引燃木炭，使其燃烧并带有火焰，将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中．
实验现象：木炭在NO2气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色．
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式
②试分析：是否需要增加带火焰的木炭与纯净O2反应的实验
③通过实验探究，你认为助燃气体是什么，简述理由
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）①碳与浓硝酸的反应中，碳被氧化为二氧化碳，浓硝酸中的氮被还原为二氧化氮，据此推断；
②浓硝酸受热分解，产生红棕色气体应为二氧化氮，据此答题；
（2）Ⅰ、①铜与浓硝酸反应为固体和液体的反应，不需要加热，生成的NO2的能和水反应，密度比空气大，所以要用向上排空气法收集，据此可画出装置图；
②NaOH溶液与NO2反应生成两种物质的量相等的正盐为硝酸钠和亚硝酸钠；
Ⅱ、①木炭在NO2气体中燃，结合元素守恒分析，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊则为二氧化碳，另一种无色气体且遇空气不变色，则为氮气；据此写出化学方程式；
②木炭在NO2气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，本身就能说明碳与NO2气体能发生反应，另外在反应过程中体系中氧气浓度低于空气中氧气浓度，据此答题；
③液面上木炭迅速燃烧，发出光亮，结合后面的对比实验可以看出，碳主要是和NO2的燃烧反应，也会发生与氧气的燃烧反应，因为两种气体在液面上方均存在，据此答题．
②浓硝酸受热分解，产生红棕色气体应为二氧化氮，据此答题；
（2）Ⅰ、①铜与浓硝酸反应为固体和液体的反应，不需要加热，生成的NO2的能和水反应，密度比空气大，所以要用向上排空气法收集，据此可画出装置图；
②NaOH溶液与NO2反应生成两种物质的量相等的正盐为硝酸钠和亚硝酸钠；
Ⅱ、①木炭在NO2气体中燃，结合元素守恒分析，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊则为二氧化碳，另一种无色气体且遇空气不变色，则为氮气；据此写出化学方程式；
②木炭在NO2气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，本身就能说明碳与NO2气体能发生反应，另外在反应过程中体系中氧气浓度低于空气中氧气浓度，据此答题；
③液面上木炭迅速燃烧，发出光亮，结合后面的对比实验可以看出，碳主要是和NO2的燃烧反应，也会发生与氧气的燃烧反应，因为两种气体在液面上方均存在，据此答题．
解答：
解：（1）①碳与浓硝酸的反应中，碳被氧化为二氧化碳，浓硝酸中的氮被还原为二氧化氮，说明浓硝酸具有强氧化性，故答案为：强氧化性；
②浓硝酸受热分解，产生红棕色气体应为二氧化氮，根据氧化还原反应的原理可知，氮的化合价降低，则氧的化合价升高，结合产生一种无色无味的单质气体可知该气体为氧气，即4HNO3（浓）
4NO2↑+O2↑+2H2O，（故答案为：4HNO3（浓）
4NO2↑+O2↑+2H2O；
（2）Ⅰ、①铜与浓硝酸反应为固体和液体的反应，不需要加热，生成的NO2的能和水反应，密度比空气大，所以要用向上排空气法收集，据此可画出装置图为
，
故答案为：；
②NaOH溶液与NO2反应生成两种物质的量相等的正盐为硝酸钠和亚硝酸钠，根据氧化还原反应的原理结合元素守恒可写出化学方程式为：2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O，故答案为：NaNO2、NaNO3；
Ⅱ、①木炭在NO2气体中燃，结合元素守恒分析，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊则为二氧化碳，另一种无色气体且遇空气不变色，则为氮气；据此写出化学方程式为：2NO2+2C
N2+2CO2，
故答案为：2NO2+2C
N2+2CO2；
②因为在反应过程中体系中有NO2气体存在，所以氧气浓度低于空气中氧气浓度，所以不用补充木炭在纯氧中燃烧的实验，
故答案为：当木炭燃烧时，体系中氧气浓度低于空气中氧气浓度，所以不用补充木炭在纯氧中燃烧的实验；
③液面上木炭迅速燃烧，发出光亮，结合后面的对比实验可以看出，碳主要是和NO2的燃烧反应，也会发生与氧气的燃烧反应，因为两种气体在液面上方均存在，
故答案为：助燃气体既有NO2又有O2，因为两种气体均存在且均能助燃．
②浓硝酸受热分解，产生红棕色气体应为二氧化氮，根据氧化还原反应的原理可知，氮的化合价降低，则氧的化合价升高，结合产生一种无色无味的单质气体可知该气体为氧气，即4HNO3（浓）
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（2）Ⅰ、①铜与浓硝酸反应为固体和液体的反应，不需要加热，生成的NO2的能和水反应，密度比空气大，所以要用向上排空气法收集，据此可画出装置图为
，故答案为：
；②NaOH溶液与NO2反应生成两种物质的量相等的正盐为硝酸钠和亚硝酸钠，根据氧化还原反应的原理结合元素守恒可写出化学方程式为：2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O，故答案为：NaNO2、NaNO3；
Ⅱ、①木炭在NO2气体中燃，结合元素守恒分析，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊则为二氧化碳，另一种无色气体且遇空气不变色，则为氮气；据此写出化学方程式为：2NO2+2C
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故答案为：2NO2+2C
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②因为在反应过程中体系中有NO2气体存在，所以氧气浓度低于空气中氧气浓度，所以不用补充木炭在纯氧中燃烧的实验，
故答案为：当木炭燃烧时，体系中氧气浓度低于空气中氧气浓度，所以不用补充木炭在纯氧中燃烧的实验；
③液面上木炭迅速燃烧，发出光亮，结合后面的对比实验可以看出，碳主要是和NO2的燃烧反应，也会发生与氧气的燃烧反应，因为两种气体在液面上方均存在，
故答案为：助燃气体既有NO2又有O2，因为两种气体均存在且均能助燃．
点评：本题主要考查学生分析实验和书写化学方程式的能力，尤其是对实验原理的分析要求较高，要求学生有较高的逻辑推理能力和扎实的实验基本功及作图能力，难度较大．
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）：
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| B、化学方程式中n＞p+q |
| C、达到平衡后，若升高温度，平衡向逆反应方向移动 |
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