Question

【題目】為探究NO與銅粉的反應(yīng)，實驗裝置如圖所示(夾持裝置略)。實驗開始前，向裝置中通入一段時間的N2。

回答下列問題：

(1)通入N2的作用：_____________，儀器A的名稱_____________。

(2)A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________

(3)B中NaOH的作用__________________________。

(4)D中有__________________________現(xiàn)象，即可證明NO與Cu反應(yīng)。

(5)NO可被Ce4＋氧化，制得NH4NO3產(chǎn)品，流程如下(Ce為鈰元素)。

①裝置Ⅰ中，酸性條件下NO被Ce4＋氧化的產(chǎn)物主要是NO3－和NO2－，寫出生成等物質(zhì)的量的NO3－和NO2－的離子方程式：________________。

②已知進入裝置Ⅲ溶液中NO2－的濃度為a g·L－1，要使1 m3該溶液中的NO2－完全轉(zhuǎn)化為NH4NO3，至少需通入標(biāo)況下的O2________L(用含a代數(shù)式表示，結(jié)果保留整數(shù))。

Answer 1

【答案】排除空氣，防止NO被氧化 分液漏斗 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++NO↑+4H2O 吸收揮發(fā)的HNO3 紅色粉末變?yōu)楹谏?/span> 2NO+3H2O+4Ce4+=NO3-+NO2-+6H++4Ce3+ 243a

【解析】

銅和稀硝酸在裝置A中反應(yīng)生成NO，實驗開始前向裝置中通入一段時間的N2，排凈裝置內(nèi)空氣，由于硝酸具有揮發(fā)性，通過裝置B中水吸收揮發(fā)出的硝酸，通過C中干燥劑干燥一氧化氮，NO通過裝置D加熱反應(yīng)，銅和NO反應(yīng)生成氮氣和氧化銅，剩余氣體在裝置E中收集主要為氮氣和一氧化氮，據(jù)此分析判斷。

(5)根據(jù)題干信息，結(jié)合電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應(yīng)的離子方程式，并根據(jù)反應(yīng)中元素化合價變化數(shù)值與電子轉(zhuǎn)移數(shù)值相等進行有關(guān)計算。

(1)通入N2的作用排除裝置中排除空氣，防止NO被氧化；根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)可知儀器A的名稱分液漏斗。

(2)A中Cu與稀硝酸發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生Cu(NO3)2、NO、H2O，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++NO↑+4H2O；

(3)硝酸具有揮發(fā)性，通過B中NaOH溶液吸收，所以B中NaOH的作用是吸收揮發(fā)的HNO3；

(4)D中發(fā)生反應(yīng)：2NO+2Cu2CuO+N2；所以當(dāng)看到D中有紅色粉末變?yōu)楹谏�，即可證明NO與Cu反應(yīng)。

(5)①NO可被Ce4＋氧化，制得NH4NO3產(chǎn)品，根據(jù)題干信息及電子守恒、電荷守恒、原子守恒，可得該反應(yīng)的離子方程式：2NO+3H2O+4Ce4+=NO3-+NO2-+6H++4Ce3+；

②NO2-的濃度為a g/L，要使1 m3該溶液中的NO2-完全轉(zhuǎn)化為NH4NO3，n(NO2-)=(ag/L×1000L/m3)÷46g/mol=mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等可得關(guān)系式2 n(NO2-)=4n(O2)，n(O2)= n(NO2-)=mol，所以需通入標(biāo)況下的O2的體積V(O2)=mol ×22.4L/mol=243aL。