Question

如圖甲是舊教材中驗(yàn)證銅與濃硝酸反應(yīng)的裝置，乙是新教材對演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的裝置，丙是某校師生對乙作進(jìn)一步改進(jìn)并對所產(chǎn)生的氣體的性質(zhì)進(jìn)行探究的裝置．

（1）寫出銅和濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（2）與甲裝置相比，乙裝置的優(yōu)點(diǎn)是______，丙裝置除具有乙裝置優(yōu)點(diǎn)外還具有的優(yōu)點(diǎn)是______．
（3）欲使NO₂氣體充滿試管②，應(yīng)先______，再打開彈簧夾a和b，當(dāng)氣體充滿②后，將銅絲提起與溶液脫離，然后把a(bǔ)、b、c都關(guān)閉，并把試管②置于沸水中，則下列各項(xiàng)不變的是______．
A．顏色　　 B．平均摩爾質(zhì)量　　　 C．質(zhì)量　　D．壓強(qiáng)E．密度
（4）為了驗(yàn)證NO₂與水的反應(yīng)，欲使燒杯中的水進(jìn)入試管②的操作是______．
（5）試管②中的NO₂和水充分反應(yīng)后，所得溶液物質(zhì)的量濃度最大值是______mol/L．（氣體體積按標(biāo)準(zhǔn)狀況計(jì)算且不考慮實(shí)驗(yàn)過程中NO₂的損失）

Answer 1

解：（1）因銅和濃硝酸反應(yīng)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(yīng)，可使反應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行，隨時(shí)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(yīng)隨時(shí)進(jìn)行，隨時(shí)停止．
（3）為了NO₂氣體充滿②試管，應(yīng)先關(guān)閉c，然后打開a、b．
在25度時(shí)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(yīng)為放熱反應(yīng)），若把試管置于100度的沸水中．
A．由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，置于100℃的沸水中，平衡會逆向移動(dòng)，NO₂增多，那么顏色會變深，故A錯(cuò)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(cuò)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(qiáng)改變，故D錯(cuò)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(yīng)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(shí)間后松開．
故答案為：先關(guān)閉b，再關(guān)閉a，然后打開c，用手捂住（熱水、熱毛巾、加熱）試管②一段時(shí)間后松開．
（5）設(shè)試管的容積為VL，根據(jù)NO₂和水反應(yīng)：
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO
3 2 1


該溶液的溶質(zhì)是硝酸，因?yàn)樵嚬苤羞�有一氧化氮?dú)怏w占，所以溶液的體積為．
溶液的物質(zhì)的量濃度為=0.045 mol?L^-1．
故答案為0.045 mol?L^-1．

分析：（1）根據(jù)銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水；
（2）根據(jù)反應(yīng)無污染物判斷；根據(jù)能否控制反應(yīng)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(yīng)；
（5）根據(jù)NO₂和水反應(yīng)，設(shè)試管的容積為VL，求出溶質(zhì)的物質(zhì)的量及溶液的體積；
點(diǎn)評：本題考查了氮氧化合物的性質(zhì)等知識點(diǎn)，難度不大，易錯(cuò)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(yīng)的影響，錯(cuò)誤的認(rèn)為二氧化氮和沸水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，導(dǎo)致選擇錯(cuò)誤．