Question

5．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）．实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO．由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸．可选药品：浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知：氢氧化钠溶液与NO不反应，能与NO₂反应2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O
（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、⑥中盛放的药品依次是稀硝酸、氢氧化钠溶液
（2）滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品后，还应进行哪些操作通入CO₂一段时间，关闭弹簧夹将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内再滴加浓硝酸与铜反应．
（3）装置①中发生反应的化学方程式是Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O
（4）装置②的作用是将NO₂转化为NO，发生反应的化学方程式是3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO
（5）该小组得出的结论依据的实验现象是装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色．

Answer 1

分析 （1）根据装置特点和实验目的判断；
（2）根据空气造成的影响确定如何实施操作；同时根据一氧化氮的性质判断装置⑤的操作；
（3）根据铜和浓硝酸的性质结合实验现象判断产物，从而确定反应方程式；
（4）根据二氧化氮的性质且能转化为一氧化氮选择试剂；根据实验现象结合二氧化氮的性质书写反应方程式；
（5）根据对比实验③、④的实验现象判断．

解答 解：（1）根据装置特点和实验目的，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO₂防止污染大气；因为要验证稀HNO₃不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸．
故答案为：稀硝酸、氢氧化钠溶液；
（2）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CO₂赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出．
故答案为：通入CO₂一段时间，关闭弹簧夹；将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内；
（3）Cu与浓HNO₃反应生成Cu（NO₃）₂、NO₂、H₂O，反应为Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（4）装置②中盛放H₂O，使NO₂与H₂O反应生成NO：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案为：将NO₂转化为NO；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（5）NO通过稀HNO₃溶液后，若无红棕色NO₂产生，说明稀HNO₃不能氧化NO，所以盛放稀HNO₃装置的液面上方没有颜色变化即可说明之．装置④中盛放的是浓HNO₃，若浓HNO₃能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体，
故答案为：装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色．

点评 本题主要考查HNO₃的性质、属物质验证性实验设计，利用对比的方法判断硝酸的性质．结合已知的物质具有的性质，选择合适的试剂，设计具体实验方案验证物质是否具有该性质．对有毒气体要设计尾气处理装置，防止污染环境．