18.某研究性實(shí)驗(yàn)小組欲驗(yàn)證濃硝酸在與Cu、Ag合金的反應(yīng)過程中除生成NO2氣體外,還會(huì)有少量NO生成、并測(cè)定Cu、Ag合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù).查閱相關(guān)資料表明:“常溫下,NO2與N2O4混合存在,在低于0℃時(shí)幾乎只有無色的N2O4液體或晶體存在.”為此,他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的裝置.

請(qǐng)回答下列問題
(1)寫出A中Cu與HNO3反應(yīng)可能的化學(xué)方程式Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(。=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O.
(2)實(shí)驗(yàn)開始前先打開A部分的活塞K1,持續(xù)通入一段時(shí)間的氮?dú)庠訇P(guān)閉K1,其目的是排除系統(tǒng)的空氣,防止NO氧化為NO2;裝置中B瓶的作用是吸收水蒸氣,防止水蒸氣在C中冷凝后與NO2反應(yīng)產(chǎn)生NO.
(3)停止反應(yīng)后,打開D中的活塞K2并通入O2,若有NO生成,則D中出現(xiàn)的現(xiàn)象是無色氣體變成紅棕色氣體.
(4)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后,還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的操作是打開K1、K2持續(xù)通入一段時(shí)間的N2和O2
(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)前,Cu、Ag合金的質(zhì)量:15.0g,濃HNO3:40mL 13.5mol•L1;實(shí)驗(yàn)后A溶液:V=40mL c(H+)=1.0mol•L1.假設(shè)反應(yīng)中HNO3既無揮發(fā)也無分解,則:參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量為0.5mol.
(6)若已知Cu、Ag合金的質(zhì)量為m g,且溶解完全.請(qǐng)利用A裝置中反應(yīng)后的溶液進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作,以確定合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù),其實(shí)驗(yàn)過程為在A中加入過量的Cl-的溶液,過濾、洗滌、干燥并稱量沉淀的質(zhì)量.

分析 (1)根據(jù)銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮、硝酸銅和水,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硝酸濃度變稀,銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w,硝酸銅和水;
(2)通入氮?dú)馐桥懦b置中的空氣,避免生成的一氧化氮?dú)怏w被氧化為二氧化氮;B裝置是利用濃硫酸的吸水性吸收氣體中的水蒸氣避免在C中 冷卻后水和二氧化氮反應(yīng)生成一氧化氮;
(3)一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色二氧化氮?dú)怏w;
(4)由于裝置中有殘留的氣體,所以要打開K1、K2持續(xù)通入一段時(shí)間的N2和O2,以把氣體完全排盡;
(5)硝酸的總的物質(zhì)的量n=13.5mol•L1×0.04L=0.54mol,剩余硝酸n=1mol•L1×0.04L=0.04mol,確定反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量;
(6)銅銀合金和硝酸全部反應(yīng)生成銅鹽和銀鹽,利用A裝置中銀離子和氯離子形成的沉淀稱量計(jì)算得到合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解答 解:(1)銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮、硝酸銅和水,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硝酸濃度變稀,銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w,硝酸銅和水,反應(yīng)的可能化學(xué)方程式為:Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(。=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O;
故答案為:Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(。=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O;
(2)通入氮?dú)馐桥懦b置中的空氣,避免生成的一氧化氮?dú)怏w被氧化為二氧化氮;B裝置是利用濃硫酸的吸水性吸收氣體中的水蒸氣避免在C中冷卻后水和二氧化氮反應(yīng)生成一氧化氮,
故答案為:排除系統(tǒng)的空氣,防止NO氧化為NO2;吸收水蒸氣,防止水蒸氣在C中冷凝后與NO2反應(yīng)產(chǎn)生NO;
(3)A中的反應(yīng)停止后,打開D中的活塞K2再通入氧氣,若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生,一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮?dú)怏w;
故答案為:無色氣體變成紅棕色氣體;
(4)由于裝置中有殘留的氣體,所以在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后還須進(jìn)行的操作是:打開K1、K2持續(xù)通入一段時(shí)間的N2和O2,以把氣體完全排盡;
故答案為:打開K1、K2持續(xù)通入一段時(shí)間的N2和O2;
(5)硝酸的總的物質(zhì)的量n=13.5mol•L1×0.04L=0.54mol,剩余硝酸n=1mol•L1×0.04L=0.04mol,所以參加反應(yīng)的硝酸是0.54mol-0.04mol=0.5mol;
故答案為:0.5mol;
(6)銅銀合金和硝酸全部反應(yīng)生成銅鹽和銀鹽,利用A裝置中銀離子和氯離子形成的氯化銀沉淀稱量,即在A中加入過量的Cl-的溶液,過濾、洗滌、干燥并稱量沉淀的質(zhì)量,從而計(jì)算得到合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),
故答案為:在A中加入過量的Cl-的溶液,過濾、洗滌、干燥并稱量沉淀的質(zhì)量.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),涉及硝酸性質(zhì),實(shí)驗(yàn)步驟和產(chǎn)物性質(zhì)及其反應(yīng)現(xiàn)象是解題關(guān)鍵,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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8.下列化學(xué)用語(yǔ)或解釋正確的是( 。
A.碳酸的電離方程式:H2CO3?H++CO32-
B.少量二氧化硫通入氫氧化鈉溶液中的化學(xué)方程式:SO2+NaOH═NaHSO3
C.碳酸氫鈉溶液顯堿性:HCO3-+H2O═H3O++CO32-
D.向小蘇打溶液中加入過量的石灰水:Ca2++OH-+HCO3-═CaCO3↓+H2O

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9.電解200mL一定濃度的NaCl與CuSO4混合溶液,理論上兩極所得氣體的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖所示(氣體體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積),根據(jù)圖中信息回答下列問題.
(1)通過計(jì)算推測(cè):
①原混合溶液NaCl和CuSO4的物質(zhì)的量濃度.
②t2時(shí)所得溶液的pH.
(2)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體體積與陰極相比,明顯小于對(duì)應(yīng)時(shí)間段的理論值.試簡(jiǎn)要分析其可能原因.

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13.下列說法不正確的是( 。
A.明礬和漂白粉均可用于自來水的殺菌、消毒
B.新制的0.1mol/L氯水中加入少量的CaCO3固體,HClO的物質(zhì)的量濃度減小
C.Na2O和Na2O2都能與H2O反應(yīng),其反應(yīng)原理不相同
D.O3、H2O2、SO2、Na2O2均有漂白性,其原理不盡相同

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3.將一定量的鋅與200mL 18.5mol•L-1濃硫酸充分反應(yīng)后,鋅完全溶解,同時(shí)生成氣體A 33.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況).將反應(yīng)后的溶液稀釋到2L,測(cè)得溶液中c(H+)=1mol•L-1,則下列敘述中錯(cuò)誤的是( 。
A.反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移電子3mol
B.反應(yīng)中共消耗鋅97.5 g
C.氣體A中SO2和H2的體積比為4:1
D.稀釋后的溶液中c(SO42-)=1.55 mol•L-1

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10.設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法中正確的是(  )
A.常溫常壓下,32g氧氣所含的原子數(shù)為NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L 四氯化碳的分子數(shù)為NA
C.0℃,101KPa下,44.8L氮?dú)馑械姆肿訑?shù)為2NA
D.常溫常壓下,1mol氦氣含有的分子數(shù)為2NA

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7.現(xiàn)有十種物質(zhì):①蔗糖  ②熔融NaCl   ③鹽酸  ④銅絲 ⑤NaOH固體   ⑥液氯、逤uSO4固體 、嗑凭崧人  ⑩H2SO4
(1)上述物質(zhì)中可導(dǎo)電的是②③④⑨(填序號(hào),以下同);
(2)上述物質(zhì)中不能導(dǎo)電的電解質(zhì)是⑤⑦⑩;
(3)上述物質(zhì)中屬于非電解質(zhì)的是①⑧.

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8.已知:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1.一定條件下,向體積為1L的密閉容器中充入1mol CO2和3mol H2,測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化曲線如圖所示.下列敘述中,正確的是( 。
A.升高溫度能使$\frac{n(C{H}_{3}OH)}{n(C{O}_{2})}$增大
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