Question

已知：Cu+4HNO3(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。為探究如何盡可能多地使NO2被水吸收，某活動小組設計并完成了以下實驗。

（1）活動小組同學利用銅與濃硝酸反應制取NO2、過氧化氫溶液與MnO2制取O2。

①根據(jù)反應原理他們選用了相同的裝置　　　　(填“圖1”或“圖2”)分別制取NO2和O2。

②寫出銅與濃硝酸反應的離子方程式　 。

③過氧化氫溶液與MnO2制取O2時，MnO2的作用是

_________________________________________________________________。

④收集NO2可采用的方法是　 。

（2）活動小組的同學做了如下準備：用氣囊收集好純凈的O2；收集了一試管NO2；用干燥的燒瓶收集了一定比例的NO2和O2混合氣體。

①為了盡可能多地使NO2被水吸收，并達到較好的實驗效果，利用圖3吸收氣體時，用氣囊通入O2與直接利用制氣裝置制取并通入O2相比，其優(yōu)點是 

　 。

②利用圖4吸收氣體時，其操作和現(xiàn)象為 

　 。

③NO2、O2、H2O反應的產物為硝酸，反應中NO2和O2物質的量之比a∶b=　　　�。粯藴薁顩r下，若圖4中混合氣體NO2和O2比例為a∶b，當混合氣體全部被吸收時所得溶液物質的量濃度為　　　　mol·L-1(保留兩位有效數(shù)字)。

 

Answer 1

（1）①圖2

②Cu+4H++2N====Cu2++2NO2↑+2H2O

③催化作用　④瓶口向上排空氣法

（2）①有利于控制氧氣氣流的速度(控制氧氣的量)

②將膠頭滴管中的水擠壓進燒瓶，然后打開止水夾，可以看到燒杯中的水進入燒瓶形成噴泉

③4∶1　0．036

【解析】

試題分析：（1）①實驗室用銅和濃硝酸制取二氧化氮，用雙氧水和二氧化錳制取氧氣，它們都是采用固體和液體混合不加熱來制取氣體，故選圖2；②銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、水和二氧化氮，離子方程式為Cu+4H++2N====Cu2++2NO2↑+2H2O；③二氧化錳能加快雙氧水的分解，且二氧化錳的質量和化學性質都不變，所以作催化劑；④二氧化氮易和水反應，所以不能用排水集氣法收集，二氧化氮的密度大于空氣的密度，可以采用瓶口向上排空氣法收集；（2）①可以根據(jù)氣泡來判斷氧氣的流速，從而控制氧氣的量；②將膠頭滴管中的水擠壓進燒瓶，燒瓶內氣體和水反應導致氣體壓強減小，外界大氣壓不變，然后打開止水夾，水會進入燒瓶，所以可以看到燒杯中的水進入燒瓶形成噴泉；③二氧化氮和氧氣、水反應生成硝酸，反應方程式為4NO2+O2+2H2O====4HNO3，通過方程式知，二氧化氮和氧氣的物質的量之比是4∶1；設燒瓶的體積為VL，混合氣體NO2和O2比例為a∶b，通過題意知，二氧化氮和氧氣完全被吸收，說明二氧化氮和氧氣恰好反應，物質的量之比為4∶1，根據(jù)氮原子守恒知，n(HNO3)=n(NO2)=mol=mol，氣體完全被吸收，所以溶液的體積等于燒瓶的體積V，硝酸的物質的量濃度c(HNO3)=mol÷VL===0．036 mol·L-1。

考點：氮氧化物的產生及轉化