Question

I．某化学课外活动小组对污染大气的部分非金属氧化物进行探究．请根据题目要求回答下列问题．

（1）写出用硝酸制取一氧化氮的离子方程式

 

．
（2）查资料得知，HCOOH

△   .

CO↑+H₂O．实验室有如图1所示的装置，制取CO气体可选用的装置为

 

（填序号），实验室利用该装置还可制取的常见气体有

 

（填写一种气体的分子式）．
（3）查资料得知，利用催化剂可使汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物大部分发生反应转化为二氧化碳和氮气．该小组在实验室模拟汽车尾气处理，设计了如图2所示装置（部分夹持和装置已略去）．
①实验前关闭旋塞K，先通氮气排净装置中的空气，其目的是

 

．
②装置（Ⅲ）的主要作用是

 

．
③该套装置中有不完善之处，还应在装置（Ⅳ）后补充

 

装置．
Ⅱ．该课外小组设计的从ZnSO₄、FeCl₃的混合溶液中制取ZnSO₄?7H₂O过程如下：
a．在混合液中加入6mol?L^-1NaOH溶液，至pH=8为止．
b．过滤后得到沉淀，用蒸馏水多次洗涤沉淀．
c．向洗涤后的沉淀中加入2mol?L^-1的硫酸，保持溶液的pH在4～6，加热煮沸，趁热过滤，滤液即为ZnSO₄溶液．
d．滤液中加入2mol?L^-1的硫酸，使其pH=2．
已知部分阳离子以氢氧化物的形式开始沉淀至完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：

沉淀物	Fe （OH）3	Zn（OH）2
pH	1.5～3.2	6.4～8.0

（1）步骤b中如何检验沉淀已经洗涤干净

 

．
（2）步骤d中加入硫酸，使其pH=2的目的是

 

； 要制得ZnSO₄?7H₂O的步骤d还缺少的操作是

 

，所用的主要硅酸盐仪器是

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,制备实验方案的设计

专题：

分析：I．（1）用铜屑稀硝酸为原料制取硝酸铜同时生成了一氧化氮；
（2）选择气体的发生装置根据反应物的状态和反应条件，结合反应原理HCOOH

△   .

CO↑+H₂O进行解答；
（3）①CO气体的纯度不足时加热会发生爆炸现象；   
②CO₂遇澄清的石灰水变浑浊，据此可以检验反应中是否生成二氧化碳气体；
③根据一氧化碳有毒进行分析；
II．（1）根据实验室中检验氯离子的方法进行解答；
（2）Zn²⁺pH为6.4～8.0时可发生水解；要制得ZnSO₄?7H₂O还需要将溶液加热浓缩，冷却结晶；根据加热蒸发操作方法判断需要的仪器．

解答： 解：I．（1）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮气体和水，反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）根据反应方程式HCOOH

△   .

CO↑+H₂O可知，该反应为液体、加热装置，应该选用装置A；该装置还可以浓盐酸和二氧化锰加热制取Cl₂，
故答案为：A；Cl₂；     
（3）①CO纯度不足时会发生爆炸，则实验前关闭旋塞K，先通氮气排净装置中的空气的目的是防止可燃性气体与空气或氧气混合发生爆炸，
故答案为：防止CO与空气混合加热爆炸；   
②CO₂遇澄清的石灰水变浑浊，而一氧化碳不能，则装置（Ⅲ）的主要作用为检验CO是否转化为CO₂，
故答案为：检验CO是否转化为CO₂；
③一氧化碳有毒，所以要注意防止一氧化碳泄漏从而污染环境，应该使用尾气吸收装置，
故答案为：尾气处理；
II．（1）该操作的目的是除去氯离子，可以通过检验滤液中是否含有氯离子进行判断，方法为：取最后一次洗涤液少量，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀，说明已经洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤液少量，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀，说明已经洗涤干净；
（2）由于Zn²⁺在pH为6.4～8.0时会发生水解反应，所以需要加入稀硫酸抑制锌离子的水解；
要制得ZnSO₄?7H₂O还需要的操作方法为：将溶液加热浓缩、冷却结晶；加热蒸发需要的主要仪器为：蒸发皿，酒精灯，玻璃棒，
故答案为：抑制Zn²⁺的水解；将溶液加热浓缩、冷却结晶；加热蒸发需要用蒸发皿，酒精灯，玻璃棒．

点评：本题考查了性质实验方案的设计与评价，题目难度较大，明确实验原理及化学实验基本操作方法为解答关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力，注意熟练掌握性质实验方案设计与评价原则．