Question

某化學(xué)課外活動小組為探究銅與硝酸反應(yīng)還原產(chǎn)物主要為NO時(shí)硝酸的濃度，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示(連接好儀器并檢查氣密性后，分別裝入相對應(yīng)的試劑)：

Ⅰ.(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先打開活塞K持續(xù)通入N₂一段時(shí)間后，并閉K。將銅絲(足量)下移伸入濃硝酸后，有大量的紅棕色氣體生成，隨時(shí)間的進(jìn)行，氣體顏色逐漸變淺，當(dāng)A中充滿無色氣體時(shí)：

①裝置A中反應(yīng)的離子方程式為___________________________。

②接下來的實(shí)驗(yàn)操作是___________________________________。

(2)本實(shí)驗(yàn)中裝置A的優(yōu)點(diǎn)是____________________________。

Ⅱ.將B中所得溶液稀釋至200 mL，用0.20 mol/L的NaOH溶液進(jìn)行滴定。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下(硝酸的揮發(fā)分解及溶液體積的變化忽略不計(jì))：

實(shí)驗(yàn)編號	待測液體積(mL)	NaOH溶液體積(mL)
1	20.00	15.98
2	20.00	14.99
3	20.00	15.01

(1)待測液的濃度為____________mol/L。

(2)硝酸與銅反應(yīng)主要生成NO時(shí)硝酸的濃度不大于____________mol/L。

Answer 1

Ⅰ.(1)①3Cu+8H⁺+23Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

②將銅絲上提至離開液面，打開K，通入N₂一段時(shí)間

(2)可以使銅與硝酸的反應(yīng)隨時(shí)開始和隨時(shí)停止

Ⅱ.(1)0.15  (2)8

解析：Ⅰ.當(dāng)A中充滿無色氣體時(shí)，硝酸已變成稀HNO₃，反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+22Cu²⁺+2NO↑+4H₂O。接下來的操作應(yīng)是停止反

應(yīng)，可將銅絲上提至離開液面，打開K，通入N₂一段時(shí)間以排除裝置中的NO氣體。

Ⅱ.(1)c(HNO₃)===0.15 mol·L^-1。

(2)B中生成HNO₃：0.15 mol·L^-1×0.2 L=0.03 mol。

3NO₂+H₂O2HNO₃+NO

0.045 mol      0.03 mol

Cu+4HNO₃Cu(NO₃)₂+2NO₂+2H₂O

    0.09 mol            0.045 mol

剩余HNO₃濃度為=8 mol·L^-1，所以硝酸與銅反應(yīng)主要生成NO時(shí)硝酸的濃度不大于8 mol·L^-1。