Question

2005年11月，美國(guó)科學(xué)家們經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，分布在螢火蟲(chóng)呼吸道上的細(xì)胞能夠制造一氧化氮，來(lái)自大腦的信號(hào)則控制釋放一氧化氮，一氧化氮致使被稱為線粒體的鄰近細(xì)胞結(jié)構(gòu)短暫地關(guān)閉。線粒體關(guān)閉時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)氧脈沖，氧脈沖則引發(fā)另一細(xì)胞中的一種酶打開(kāi)螢火蟲(chóng)的“燈泡”，整個(gè)閃光過(guò)程在千分之一秒內(nèi)即可完成。這次的發(fā)現(xiàn)再次驗(yàn)證了一氧化氮在生物機(jī)體內(nèi)的重要作用。

下圖為某實(shí)驗(yàn)者設(shè)計(jì)的驗(yàn)證銀圓完全溶解于一定量的濃硝酸后生成NO₂氣體中含有NO的實(shí)驗(yàn)裝置圖。常溫時(shí)，NO₂與N₂O₄同時(shí)存在；在低于0 ℃時(shí)，幾乎只有無(wú)色的N₂O₄晶體存在。

（1）反應(yīng)前先打開(kāi)A中的活塞K₁，持續(xù)通一段時(shí)間N₂，其理由是______________________。

（2）若裝置中缺B，其后果是____________________________________________________。

（3）反應(yīng)結(jié)束后，打開(kāi)D中的活塞K₂，并通入氧氣，D瓶?jī)?nèi)氣體由無(wú)色變?yōu)榧t棕色；若通入的是熱氧氣，則瓶?jī)?nèi)氣體的顏色比以前更深，其原因是____________________________。

（4）C裝置的作用是______________________；E中a儀器所起的作用是________________。

（5）已知該銀圓的質(zhì)量為25 g，加入75 mL 12 mol·L^-1的濃硝酸。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，A中燒瓶?jī)?nèi)溶液中H⁺的濃度為2 mol·L^-1（反應(yīng)中HNO₃既無(wú)揮發(fā)也無(wú)分解），溶液體積仍為75 mL。

①參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是_________________。

②為測(cè)定該銀圓中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需進(jìn)行的主要實(shí)驗(yàn)操作是__________________________。

Answer 1

（1）排除裝置內(nèi)的空氣，防止生成的NO被空氣中的O₂氧化

（2）在C中水蒸氣被冷卻成水，它與NO₂或N₂O₄反應(yīng)生成NO，干擾NO的驗(yàn)證

（3）因有2NO+O₂====2NO₂，所以氣體由無(wú)色變?yōu)榧t棕色。升高溫度，2NO₂N₂O₄的平衡向左移動(dòng)，NO₂的物質(zhì)的量增大，顏色加深

（4）把NO₂全部轉(zhuǎn)化為N₂O₄晶體，避免在D裝置中對(duì)NO的驗(yàn)證產(chǎn)生干擾  防止倒吸

（5）①0.75 mol

②將A中溶液倒入燒杯中，然后加入過(guò)量的NaCl溶液，過(guò)濾、洗滌、烘干、稱量，測(cè)定溶液中Ag⁺的質(zhì)量

解析：實(shí)驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)NO₂氣體中是否混有NO，若實(shí)驗(yàn)中途NO發(fā)生了轉(zhuǎn)化，就無(wú)法確定NO是否在銀圓與濃硝酸的反應(yīng)中生成，也就失去了檢驗(yàn)的意義。因此第一步操作應(yīng)排盡裝置內(nèi)的空氣，以防NO被裝置內(nèi)的的氧氣所氧化。

若缺少B裝置，則NO₂或N₂O₄則會(huì)與C中冷凝后的水反應(yīng)生成NO，從而對(duì)NO的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾。

反應(yīng)結(jié)束后，由于D中存在NO，所以在接觸空氣中的氧氣時(shí)而變紅棕色。升高溫度，2NO₂N₂O₄的平衡向左移動(dòng)，NO₂的物質(zhì)的量增大，顏色加深。

此題中比較難解決的問(wèn)題是產(chǎn)物中Cu²⁺質(zhì)量的確定。氣體的體積或質(zhì)量很難測(cè)定，所以我們只能測(cè)定溶液中金屬離子的質(zhì)量。若加堿，則產(chǎn)物在干燥時(shí)會(huì)分解，對(duì)測(cè)定結(jié)果造成誤差，所以最好是加入Cl^-，讓Ag⁺生成沉淀。