Question

某研究性學(xué)習(xí)小組的一個(gè)課題是“NO₂能否支持木條的燃燒？”由于實(shí)驗(yàn)室中沒(méi)有現(xiàn)成的NO₂氣體，該小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案（忽略N₂O₄的存在，圖中鐵架臺(tái)等夾持儀器均已略去）：
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)裝置如下圖1所示

圖1                                     圖2
（1）濃硝酸受熱分解的化學(xué)方程式是                                。
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后木條上的火星逐漸熄滅，有的同學(xué)得出“NO­₂不能支持木條的燃燒”的結(jié)論。你認(rèn)為這一結(jié)論是否正確？      （填“正確”或“不正確），理由是              。
Ⅱ．實(shí)驗(yàn)裝置如上圖2所示
（1）硝酸銅固體加熱分解的產(chǎn)物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是              。
（2）當(dāng)集氣瓶中充滿(mǎn)紅棕色氣體時(shí)，木條復(fù)燃了，有的同學(xué)得出“NO₂能支持木條的燃燒”的結(jié)論。你認(rèn)為這一結(jié)論是否正確？               （填“正確”或“不正確”），理由是                        。
Ⅲ．為了更直接說(shuō)明“NO₂能否支持木條的燃燒”這一問(wèn)題，請(qǐng)你重新設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理和主要操作。

Answer 1

Ⅰ．（1）4HNO₃(濃)  4NO₂↑+O₂↑+2H₂O
（2）不正確，帶火星的木條熄滅可能是由于加熱時(shí)產(chǎn)生大量的水蒸氣所致。
II．（1）2Cu(NO₃)₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑
（2）正確，硝酸銅分解產(chǎn)生的混合氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)與空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)基本相同，若NO₂不支持燃燒，則木條不會(huì)復(fù)燃
III．用金屬銅與濃硝酸反應(yīng)制取NO₂氣體，并用濃硫酸或無(wú)水氯化鈣進(jìn)行干燥，再將帶火星的木條伸入二氧化碳中觀(guān)察現(xiàn)象

解析試題分析：Ⅰ．（1）濃硝酸具有不穩(wěn)定性，加熱條件下能分解生成二氧化氮、氧氣和水，化學(xué)方程式為：4HNO₃(濃)  4NO₂↑+O₂↑+2H₂O；（2）該反應(yīng)的反應(yīng)條件是加熱，加熱過(guò)程中有水蒸氣生成，可能是大量水蒸氣導(dǎo)致木條熄滅，所以不正確。Ⅱ．（1）硝酸銅固體加熱分解的產(chǎn)物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cu(NO₃)₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑；（2）2Cu(NO₃)₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑，該反應(yīng)中氧氣占總氣體體積的四分之一．與空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)相近，若NO₂不支持燃燒，則木條不會(huì)復(fù)燃，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知，二氧化氮支持燃燒。答案為：正確，理由是硝酸銅分解產(chǎn)生的混合氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)與空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)基本相同，若NO₂不支持燃燒，則木條不會(huì)復(fù)燃。III．實(shí)驗(yàn)流程可設(shè)計(jì)為：制取純凈干燥的二氧化氮?dú)怏w進(jìn)行驗(yàn)證從而得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)方案為：用銅和濃硝酸反應(yīng)制取二氧化氮?dú)怏w，用濃硫酸或無(wú)水氯化鈣干燥二氧化氮，然后再將帶火星的木條伸入二氧化氮中觀(guān)察現(xiàn)象，從而確定二氧化氮是否支持燃燒。答案為：用金屬銅與濃硝酸反應(yīng)制取NO₂氣體，并用濃硫酸或無(wú)水氯化鈣進(jìn)行干燥，再將帶火星的木條伸入二氧化氮中觀(guān)察現(xiàn)象．
考點(diǎn)：考查化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)