Question

3．欲用濃硝酸法測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（測定反應(yīng)后生成氣體的量），但資料表明：①反應(yīng)中除生成NO₂氣體外還有少量NO生成；②常溫下NO₂和N₂O₄混合存在，在低于0℃時，幾乎只有無色的N₂O₄液體或晶體存在．為完成測定并驗(yàn)證確有NO生成，有人設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）實(shí)驗(yàn)開始前要先打開A部分的活塞K₁，持續(xù)通一段時間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K₁，這樣做的目的是排盡裝置中的空氣，防止生成的NO被氧化．
（2）裝置中B瓶的作用是除去氣流中的水蒸氣．
（3）A中的反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K₂，并通入氧氣，若反應(yīng)確有NO產(chǎn)生，則D中應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是瓶內(nèi)出現(xiàn)紅棕色．
（4）為減少測量誤差，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的操作是打開K₁、K₂持續(xù)通入一段時間的N₂和O₂．
（5）C裝置燒瓶中的物質(zhì)是液態(tài)或固態(tài)的N₂O₄，用簡單的實(shí)驗(yàn)證實(shí)你的判斷：在通風(fēng)廚從冰鹽水中取出燒瓶，觀察到燒瓶中液體或固體迅速消失，瓶中充滿紅棕色氣體，證明燒瓶中的物質(zhì)是液態(tài)或固態(tài)的N₂O₄．
（6）實(shí)驗(yàn)已測出一定質(zhì)量的銅銀合金完全反應(yīng)后E裝置的生成物中含氮元素的質(zhì)量，為確定合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)還需測定的數(shù)據(jù)是C中圓底燒瓶在實(shí)驗(yàn)前后增加的質(zhì)量．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)開始前要先打開A部分的活塞K₁，持續(xù)通一段時間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K₁，排盡裝置中的空氣，滴入濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮和一氧化氮?dú)怏w，干燥后通過裝置C，在低于0℃時幾乎只有無色的N₂O₄液體或晶體存在，A中的反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K₂，并通入氧氣，若反應(yīng)確有NO產(chǎn)生，則D中出現(xiàn)紅棕色氣體，說明有一氧化氮?dú)怏w生成，剩余氣體用氫氧化鈉溶液吸收；
（1）通入氮?dú)馐桥懦�裝置中的空氣，避免生成的一氧化氮?dú)怏w被氧化為二氧化氮；
（2）B裝置是利用濃硫酸的吸水性吸收氣體中的水蒸氣避免在C中 冷卻后水和二氧化氮反應(yīng)生成一氧化氮；
（3）一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮?dú)怏w；
（4）由于裝置中有殘留的氣體，所以要打開K₁、K₂持續(xù)通入一段時間的N₂和O₂，以把氣體完全排盡；
（5）根據(jù)“在低于0℃時，幾乎只有無色的N₂O₄液體或晶體存在”進(jìn)行判斷；將C中物質(zhì)在通風(fēng)廚中取出后，溫度升高，會出現(xiàn)紅棕色的二氧化氮，從而證明C物質(zhì)成分；
（6）要計算銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要計算出生成的N₂O₄的質(zhì)量，所以還需要測量C中燒燒瓶在實(shí)驗(yàn)前后增加的質(zhì)量．

解答 解：（1）通入氮?dú)馐桥懦�裝置中的空氣，避免生成的一氧化氮?dú)怏w被氧化為二氧化氮；
故答案為：排盡裝置中的空氣，防止生成的NO被氧化；
（2）B裝置是利用濃硫酸的吸水性吸收氣體中的水蒸氣避免在C中冷卻后水和二氧化氮反應(yīng)生成一氧化氮，
故答案為：除去氣流中的水蒸氣；
（3）A中的反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K₂再通入氧氣，若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生，一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮?dú)怏w，
故答案為：瓶內(nèi)出現(xiàn)紅棕色；
（4）由于裝置中有殘留的氣體，所以在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后還須進(jìn)行的操作是：打開K₁、K₂持續(xù)通入一段時間的N₂和O₂，以把氣體完全排盡；
故答案為：打開K₁、K₂持續(xù)通入一段時間的N₂和O₂；
（5）根據(jù)“在低于0℃時，幾乎只有無色的N₂O₄液體或晶體存在”可知，C中的物質(zhì)為液態(tài)或固態(tài)的N₂O₄；證明C中物質(zhì)的方法為：在通風(fēng)廚從冰鹽水中取出燒瓶，觀察到燒瓶中液體或固體迅速消失，瓶中充滿紅棕色氣體，證明燒瓶中的物質(zhì)是液態(tài)或固態(tài)的N₂O₄，
故答案為：液態(tài)或固態(tài)的N₂O₄；在通風(fēng)廚從冰鹽水中取出燒瓶，觀察到燒瓶中液體或固體迅速消失，瓶中充滿紅棕色氣體，證明燒瓶中的物質(zhì)是液態(tài)或固態(tài)的N₂O₄；
（6）要計算銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要計算出生成的N₂O₄的質(zhì)量．所以還需要測量C中燒燒瓶在實(shí)驗(yàn)前后增加的質(zhì)量，
故答案為：C中圓底燒瓶在實(shí)驗(yàn)前后增加的質(zhì)量．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計及硝酸性質(zhì)的應(yīng)用，題目難度中等，要求學(xué)生熟練掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榻獯痍P(guān)鍵，注意合理把握性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計與評價原則．