Question

7．将加热至红热的2.4g木炭投入盛有足量12mol•L^-1的浓HNO₃的试管中，立即塞好塞子，如图所示，连接好装置（事先已检查装置的气密性）．请回答：

（1）反应开始后撤去酒精灯，试管a中除看到木炭剧烈燃烧，最后消失外，还观察到的现象是试管上部充满红棕色气体；
（2）试管b中最终沉淀产生无（填“有”、“无”），原因是NO₂与水反应生成了足量的HNO₃，中和了Ca（OH）₂；
（3）试管c中发生反应的化学方程式为Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O Ba（OH）₂+CO₂+H₂O=Ba（HCO₃）₂；
；（4）集气瓶e中最后收集到的气体为NO，理论上该气体的总体积为L（标准状况时），实际上这个数值于理论值偏小（填“偏大”“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）碳与浓硝酸在加热条件下发生反应生成二氧化碳、二氧化氮、和水；
（2）铜与浓硝酸生成的二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸与氢氧化钡反应生成硝酸钡；
（3）少量的二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀，过量的二氧化碳与碳酸钡反应生成碳酸氢钡；
（4）一氧化氮与氢氧化钠不反应，不溶于水，依据碳与浓硝酸、二氧化氮与水反应的方程式计算生成的一氧化氮气体的量，NO、氧气和水反应生成硝酸．

解答 解：（1）碳与浓硝酸在加热条件下发生反应：C+4HNO₃（浓）=CO₂↑+4NO₂↑+2H₂0，反应生成红棕色的二氧化氮，所以开会看到试管上部充满了红棕色的气体；
故答案为：试管上部充满红棕色气体；
（2）铜与浓硝酸生成的二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸与氢氧化钡反应生成硝酸钡，二氧化碳与硝酸钡不反应，所以不会产生沉淀；
故答案为：无；NO₂与水反应生成了足量的HNO₃，中和了Ca（OH）₂；
（3）少量的二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀，过量的二氧化碳与碳酸钡反应生成碳酸氢钡，反应的化学方程式为：Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O Ba（OH）₂+CO₂+H₂O=Ba（HCO₃）₂；
故答案为：Ba（OH）₂+CO₂=BaCO₃↓+H₂O Ba（OH）₂+CO₂+H₂O=Ba（HCO₃）₂；
（4）生成的二氧化氮与水反应生成一氧化氮，一氧化氮不与氢氧化钠反应，也不溶于水，所以e处收集的是一氧化氮气体，依据方程式：
C+4HNO₃（浓）=CO₂↑+4NO₂↑+2H₂0           3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO
12g                                     4mol                    3mol                       1mol
2.4g                                   n（NO₂）             n（NO₂）                n（NO）
解得：n（NO₂）=0.8mol n（NO）=0.267mol
V（NO）=0.267mol×22.4L/mol=6.0L；
由于装置中空气中的氧气能与NO、水反应生成硝酸，所以NO的值比理论值偏小；
故答案为：NO；6.0；偏小．

点评 本题考查了浓硝酸的性质及相关计算，熟悉浓硝酸的性质，依据方程式中各物质之间量的关系是解题关键，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的应用能力和计算能力．