Question

（2010?金華模擬）如圖甲是舊教材中驗證銅與濃硝酸反應的裝置，乙是新教材對演示實驗改進后的裝置，丙是某校師生對乙作進一步改進并對所產(chǎn)生的氣體的性質(zhì)進行探究的裝置．

（1）寫出銅和濃硝酸反應的化學方程式

Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O

．
（2）與甲裝置相比，乙裝置的優(yōu)點是

無氮的氧化物逸出，可避免環(huán)境污染

，丙裝置除具有乙裝置優(yōu)點外還具有的優(yōu)點是

可使反應隨時進行，隨時停止

．
（3）欲使NO₂氣體充滿試管②，應先

關(guān)閉彈簧夾c

，再打開彈簧夾a和b，當氣體充滿②后，將銅絲提起與溶液脫離，然后把a、b、c都關(guān)閉，并把試管②置于沸水中，則下列各項不變的是

CE

．
A．顏色      B．平均摩爾質(zhì)量       C．質(zhì)量    D．壓強E．密度
（4）為了驗證NO₂與水的反應，欲使燒杯中的水進入試管②的操作是

關(guān)閉彈簧夾a和b，打開彈簧夾c，用手捂熱試管②一段時間后松開

．
（5）試管②中的NO₂和水充分反應后，所得溶液物質(zhì)的量濃度最大值是

0.045mol?L^-1

mol/L．（氣體體積按標準狀況計算且不考慮實驗過程中NO₂的損失）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水；
（2）根據(jù)反應無污染物判斷；根據(jù)能否控制反應判斷．
（3）根據(jù)此步驟是為了NO₂氣體充滿②試管；根據(jù)方程式2NO₂?N₂O₄判斷．
（4）讓二氧化氮與水接觸發(fā)生反應；
（5）根據(jù)NO₂和水反應，設試管的容積為VL，求出溶質(zhì)的物質(zhì)的量及溶液的體積；

解答：解：（1）因銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
（2）乙裝置能吸收NO₂氣體，所以無氮的氧化物逸出，可避免環(huán)境污染；C裝置能控制反應，可使反應隨時進行，隨時停止．
故答案為：無氮的氧化物逸出，可避免環(huán)境污染；可使反應隨時進行，隨時停止．
（3）為了NO₂氣體充滿②試管，應先關(guān)閉c，然后打開a、b．
在25度時試管中的二氧化氮會轉(zhuǎn)化為四氧化二氮，2NO₂（g）?N₂O₄（g）（正反應為放熱反應），若把試管置于100度的沸水中．
A．由于該反應是放熱反應，置于100℃的沸水中，平衡會逆向移動，NO₂增多，那么顏色會變深，故A錯誤．
B．二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，氣體的總質(zhì)量不變，物質(zhì)的量改變，所以平均摩爾質(zhì)量改變，故B錯誤．
C．根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，物質(zhì)的總質(zhì)量不變，故C正確．
D．二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，氣體的物質(zhì)的量改變，所以壓強改變，故D錯誤．
E．根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，物質(zhì)的總質(zhì)量不變，試管的容積不變，所以氣體的密度始終不變，故E正確．故選CE．
故答案：關(guān)閉彈簧夾c；CE．
（4）為了讓二氧化氮與水接觸發(fā)生反，應先關(guān)閉b，再關(guān)閉a，然后打開c，用手捂�。�熱水、熱毛巾、加熱）試管②一段時間后松開．
故答案為：先關(guān)閉b，再關(guān)閉a，然后打開c，用手捂�。�熱水、熱毛巾、加熱）試管②一段時間后松開．
（5）設試管的容積為VL，根據(jù)NO₂和水反應：
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO
3               2          1      

V

22.4

mol   

V

33.6

mol    

V

67.2

mol

該溶液的溶質(zhì)是硝酸，因為試管中還有一氧化氮氣體占

1

3

，所以溶液的體積為

2V

3

L．
溶液的物質(zhì)的量濃度為

V 33.6 mol

2V 3 L

=0.045 mol?L^-1．
故答案為0.045 mol?L^-1．

點評：本題考查了氮氧化合物的性質(zhì)等知識點，難度不大，易錯題是（3）題，容易忽略二氧化氮和四氧化二氮之間的轉(zhuǎn)化，溫度對該反應的影響，錯誤的認為二氧化氮和沸水反應生成硝酸和一氧化氮，導致選擇錯誤．