Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的一個課題是“NO2能否支持木條的燃燒？”由于實驗室中沒有現(xiàn)成的NO2氣體，該小組的同學(xué)設(shè)計了兩個方案，方案一如下圖所示，方案二如下圖所示。請回答下列問題(本題不考慮N2O4存在產(chǎn)生的影響)：

(1) 濃硝酸受熱分解的化學(xué)方程式是______________。

(2) 方案一實驗開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_________________________________。

(3) 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_____________。

(4) 方案二實驗當(dāng)集氣瓶中充滿紅棕色氣體時，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____________ 。

(5) 為了更直接地說明“NO2能否支持木條的燃燒”這一問題，請你重新設(shè)計一個簡單的實驗方案，簡述實驗原理和主要操作：____________

Answer 1

【答案】4HNO3(濃) 4NO2↑+O2↑+2H2O 不正確 帶火星的木條熄滅可能是由于加熱濃硝酸時產(chǎn)生了大量水蒸氣 2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑ 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，則木條不會復(fù)燃 用金屬銅與濃硝酸反應(yīng)制取NO2氣體，并用濃硫酸或無水氯化鈣進(jìn)行干燥，再將帶火星的木條伸入二氧化氮中觀察現(xiàn)象

【解析】

（1）濃硝酸受熱分解生成二氧化氮、氧氣和水；

（2）加熱過程中有水蒸氣生成，據(jù)此分析；

（3）依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律作答；

（4）根據(jù)該反應(yīng)中氧氣所占的體積分?jǐn)?shù)與空氣中氧氣所占的體積分?jǐn)?shù)比較來進(jìn)行分析判斷；

（5）根據(jù)探究式實驗的設(shè)計來設(shè)計該實驗，實驗步驟為：制取二氧化氮?dú)怏w→洗氣→干燥→驗證→得出結(jié)論，據(jù)此分析解答。

（1）濃硝酸受熱分解生成二氧化氮、氧氣和水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4HNO3(濃) 4NO2↑+O2↑+2H2O，

故答案為：4HNO3(濃) 4NO2↑+O2↑+2H2O；
（2）該反應(yīng)的反應(yīng)條件是加熱，加熱過程中有水蒸氣生成，產(chǎn)生的大量水蒸氣抑制了NO2的助燃，導(dǎo)致NO2不能支持木條的燃燒的假象，所以不正確，

故答案為：不正確；帶火星的木條熄滅可能是由于加熱濃硝酸時產(chǎn)生了大量水蒸氣；
（3）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↑，

故答案為：2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑；
（4）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)基本相同，若NO2不支持燃燒，則木條不會復(fù)燃，根據(jù)實驗現(xiàn)象知，二氧化氮支持燃燒，故正確，

故答案為：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，則木條不會復(fù)燃；
（5） 實驗步驟為：制取二氧化氮?dú)怏w→洗氣→干燥→驗證→得出結(jié)論，所以先用銅和濃硝酸反應(yīng)制取二氧化氮?dú)怏w，二氧化氮?dú)怏w中含有部分水蒸氣，且二氧化氮?dú)怏w是酸性氣體，所以可用濃硫酸或無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察現(xiàn)象，從而確定二氧化氮是否支持燃燒，

故答案為：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察現(xiàn)象。