Question

氮氧化物對人類的生產(chǎn)和生活有很重要的影響．現(xiàn)某活動小組利用如圖1裝置驗(yàn)證NO的還原性并研究氮氧化合物的處理方法．（裝置氣密性已檢查完畢）

（1）測定NO的體積并驗(yàn)證NO的還原性．
①向廣口瓶中通入NO前，需向廣口瓶中注水，寫出注水的主要操作：

 

；
②從導(dǎo)管a通入一定量的NO，并記錄滴定管液面變化的示數(shù)為VmL（V＜50mL，氣體體積已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）．若讀數(shù)時(shí)滴定管中液面高于廣口瓶中液面，則所得NO的體積

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
③在停止通入NO后關(guān)閉K₁、K₃；打開K₂，然后從導(dǎo)管b緩緩?fù)ㄈ隣₂，可觀察到的現(xiàn)象是

 

．繼續(xù)通入O₂，打開K₃，并及時(shí)調(diào)整滴定管液面與廣口瓶中液面相平，直到廣口瓶中剛好充滿液體．此時(shí)所得溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

mol/L，（假設(shè)液體不擴(kuò)散）
（2）探究氮氧化物的處理方法．
①實(shí)驗(yàn)室常用NaOH溶液吸收NO₂和NO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O，當(dāng)同溫、同壓下2LNO與0.6LO₂混合被NaOH溶液充分吸收時(shí)，所得溶液中NaNO₃和NaNO₂的物質(zhì)的量之比為

 

．
②工業(yè)上可利用電解法消除工業(yè)廢氣中含有的NO₂．用NO₂為原料可制新型綠色消化劑N₂O₅，先將NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄，然后采用電解法制備N₂O₅，裝置如圖2所示，電解池中生成N₂O₅的電極反應(yīng)式為

 

．工作一段時(shí)間后，硝酸水溶液的pH

 

（填“增大”、“減小”或“不變）

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：I．（1）①NO易與氧氣反應(yīng)，通過測量所排出液體的體積從而得到氣體體積，廣口瓶中應(yīng)充滿水；
②廣口瓶中壓強(qiáng)均與外界相同，通過調(diào)節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時(shí)再讀取體積，若讀數(shù)時(shí)滴定管中液面高于廣口瓶中液面，則所得NO的體積偏��；
③NO易與氧氣反應(yīng)2NO+O₂═2NO₂ 生成紅棕色的NO₂，NO₂又與水反應(yīng)3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，顏色變淺；溶液為硝酸溶液，通入的氧氣與NO按4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃恰好完全反應(yīng)，為硝酸溶液，溶液的體積為500ml，求出硝酸的物質(zhì)的量，利用c=

n

V

計(jì)算；
（2）①當(dāng)同溫、同壓下2LNO與0.6LO₂混合發(fā)生反應(yīng)2NO+O₂═2NO₂，則反應(yīng)后所得的氣體組合為0.8LNO與1.2LNO₂，再根據(jù)NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O，計(jì)算生成的NaNO₂和NaNO₃的物質(zhì)的量之比；
②由N₂O₄制取N₂O₅需要是去電子，所以N₂O₅在陽極區(qū)生成，Pt甲為陽極②．

解答： 解：I （1）①通過測量所排出液體的體積從而得到氣體體積，廣口瓶中應(yīng)充滿水，操作為：打開K₂、K₃（或K₁、K₃或K₁、K₂、K₃均打開），從滴定管加水，直到將廣口瓶中空氣全部排除，且調(diào)整滴定管中液面與廣口瓶相平，并記錄滴定管的刻度．
故答案為：打開K₂、K₃（或K₁、K₃或K₁、K₂、K₃均打開），從滴定管加水，直到將廣口瓶中空氣全部排除，且調(diào)整滴定管中液面與廣口瓶相平，并記錄滴定管的刻度．
②廣口瓶中壓強(qiáng)均與外界相同，通過調(diào)節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時(shí)再讀取體積，若讀數(shù)時(shí)滴定管中液面高于廣口瓶中液面，則所得NO的體積偏��；故答案為：偏小．
③NO易與氧氣反應(yīng)2NO+O₂═2NO₂ 生成紅棕色的NO₂，NO₂又與水反應(yīng)3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，顏色變淺；溶液為硝酸溶液，由4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃可知，n（HNO₃）=n（NO）=

V×10 -3L

22.4L/mol

=

V

22.4

×10^-3mol，所以，c（HNO₃）=

n(HNO 3)

V

=

V 22.4 ×10 -3mol

0.5L

=

V

11200

mol/L．
故答案為：氣體先變?yōu)榧t棕色然后逐漸變淡；

V

11200

；
（2）①當(dāng)同溫、同壓下2LNO與0.6LO₂混合發(fā)生反應(yīng)2NO+O₂═2NO₂，則反應(yīng)后所得的氣體組合為0.8LNO與1.2LNO₂，根據(jù)
NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，
1    1         2
0.8 0.8       1.6
2NO₂ +2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O，
2             1      1
1.2-0.8=0.4   0.2    0.2
所以生成的NaNO₃的物質(zhì)的量0.2mol，NaNO₂的物質(zhì)的量為1.6+0.2=1.8mol，則NaNO₃和NaNO₂的物質(zhì)的量之比為0.2：1.8=1：9，故答案為：1：9；
②N₂O₄制備N₂O₅為氧化反應(yīng)，則N₂O₅應(yīng)在陽極區(qū)生成，因此Pt甲為陽極，pt乙為陰極，陽極反應(yīng)式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺，陰極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂，所以工作一段時(shí)間后，硝酸水溶液的氫離子基本不變即pH不變；
故答案為：N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺；不變；

點(diǎn)評：關(guān)鍵是準(zhǔn)確讀取液面，為了較準(zhǔn)確地測量氣體的體積，讀數(shù)應(yīng)在保證內(nèi)外氣壓相等的條件下，通過調(diào)節(jié)兩端液面，到兩端高度相同時(shí)再讀取體積．