Question

3．某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱的，按下圖裝置進行試驗（夾持儀器已略去）．實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO．由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸．

可選藥品：濃硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳
已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應，能與NO₂反應
2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O
（1）實驗應避免有害氣體排放到空氣中，裝置③、④、⑥中乘放的藥品依次是3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液
（2）滴加濃硝酸之前的操作時檢驗裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后通入CO₂一段時間，關(guān)閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)
（3）裝置①中發(fā)生反應的化學方程式是Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O
（4）裝置②的作用是，發(fā)生反應的化學方程式是3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO
（5）該小組得出的結(jié)論一局的試驗現(xiàn)象是裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色
（6）試驗結(jié)束后，同學們發(fā)現(xiàn)裝置①中溶液呈綠色，而不顯藍色．甲同學認為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分數(shù)較高所致，而乙同學認為是該溶液中溶解了生成的氣體．同學們分別涉及了一下4個試驗來判斷兩種看法是否正確．這些方案中可行的是a c d（選填序號字母）
a．加熱該綠色溶液，觀察顏色變化
b．加水稀釋綠色溶液，觀察顏色變化
c．向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化
d．向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反映產(chǎn)生的氣體，觀察顏色變化．

Answer 1

分析 驗證濃硝酸的氧化性，應首先檢查裝置的氣密性，硝酸與銅發(fā)生反應生成二氧化氮，通入水后生成一氧化氮，然后通過濃硝酸，如無色氣體生成紅棕色氣體，可證明硝酸具有氧化性，可氧化一氧化氮，生成的氣體不能直接排放到空氣中，應有尾氣處理裝置，以此解答該題．
（1）根據(jù)裝置特點和實驗目的判斷；
（2）根據(jù)空氣造成的影響確定如何實施操作；同時根據(jù)一氧化氮的性質(zhì)判斷裝置⑤的操作；
（3）根據(jù)銅和濃硝酸的性質(zhì)結(jié)合實驗現(xiàn)象判斷產(chǎn)物，從而確定反應方程式；
（4）根據(jù)二氧化氮的性質(zhì)且能轉(zhuǎn)化為一氧化氮選擇試劑；根據(jù)實驗現(xiàn)象結(jié)合二氧化氮的性質(zhì)書寫反應方程式；
（5）根據(jù)對比實驗③、④的實驗現(xiàn)象判斷；
（6）根據(jù)是否改變?nèi)芤褐邢跛徙~的質(zhì)量分數(shù)或溶解氣體的濃度判斷；

解答 解：（1）根據(jù)裝置特點和實驗目的，裝置⑤是收集NO，裝置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO₂防止污染大氣；因為要驗證稀HNO₃不能氧化NO，所以裝置③中應該盛放稀硝酸．
故答案為：3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液；
（2）由于裝置中殘存的空氣能氧化NO而對實驗產(chǎn)生干擾，所以滴加濃HNO₃之前需要通入一段時間CO₂趕走裝置中的空氣，同時也需將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)防止反應產(chǎn)生的NO氣體逸出．
故答案為：通入CO₂一段時間，關(guān)閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)；
（3）Cu與濃HNO₃反應生成Cu（NO₃）₂、NO₂、H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（4）裝置②中盛放H₂O，使NO₂與H₂O反應生成NO：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：將NO₂轉(zhuǎn)化為NO； 3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（5）NO通過稀HNO₃溶液后，若無紅棕色NO₂產(chǎn)生，說明稀HNO₃不能氧化NO，所以盛放稀HNO₃裝置的液面上方?jīng)]有顏色變化即可說明之．裝置④中盛放的是濃HNO₃，若濃HNO₃能氧化NO則裝置④液面的上方會產(chǎn)生紅棕色氣體．
故答案為：裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色；
（6）要證明是Cu（NO₃）₂濃度過高或是溶解了NO₂導致裝置①中溶液呈綠色，一是可設計將溶解的NO₂趕走（a、c方案）再觀察顏色變化，二是增大溶液中NO₂濃度（d方案），通過觀察顏色變化可以判斷．故選a c d，
故答案為：a c d．

點評 本題主要考查HNO₃的性質(zhì)、屬物質(zhì)驗證性實驗設計，利用對比的方法判斷硝酸的性質(zhì)．物質(zhì)驗證性實驗方案的設計如下：結(jié)合已知的物質(zhì)具有的性質(zhì)，選擇合適的試劑，設計具體實驗方案驗證物質(zhì)是否具有該性質(zhì)．對有毒氣體要設計尾氣處理裝置，防止污染環(huán)境，題目難度中等．