Question

【題目】把小塊木炭在酒精燈上燒至紅熱，迅速投入熱的濃硝酸中，發生劇烈反應，同時有大量紅棕色氣體產生，液面上木炭迅速燃燒發出光亮。

（1）寫出紅熱木炭被熱的濃硝酸氧化為CO2的化學方程式_________。

（2）木炭與濃硝酸反應過程中還伴隨著濃硝酸的分解，除了產生氧氣外，也產生紅棕色氣體。相同條件下該分解反應產生的氧氣與紅棕色氣體的體積之比為_________。

（3）某研究性學習小組的同學對“木炭在液面上迅速燃燒發出光亮”的原因做出3個猜想：

猜想一：甲同學認為空氣中O2支持木炭燃燒

猜想二：乙同學認為濃硝酸分解產生的O2支持木炭燃燒

猜想三：丙同學認為反應產生的NO2支持木炭燃燒

①根據木炭在空氣中燃燒的現象，甲同學的猜想明顯不合理，理由是_________。

②理論分析乙同學的猜想也不正確，原因是_________。

③要證實丙同學的猜想，還需補充的實驗方案是_________（請寫出實驗操作、現象和結論）。

Answer 1

【答案】 C + 4HNO3（濃） CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O 1 : 4 木炭在空氣中燃燒只產生紅熱現象 濃硝酸分解產生O2和NO2，按照二者比例，O2濃度與空氣中O2濃度相近 在收集滿NO2的試管中伸進一塊帶火星的木炭，若木炭立即復燃，反應完成后，加入少量澄清石灰水振蕩，產生白色沉淀（渾濁），說明起助燃作用的氣體是NO2

【解析】(1)紅熱的木炭投入熱的濃硝酸過程中會發生反應：C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O，故答案為：C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O；

(2)濃硝酸分解的反應方程式為：4HNO3H2O+4NO2↑+O2↑，根據方程式可知，產生的氧氣與紅棕色氣體的體積之比為1:4，故答案為：1:4；

(3)①根據木炭在空氣中燃燒的現象，木炭在空氣中燃燒只產生紅熱現象，與木炭在液面上迅速燃燒發出光亮不符，因此甲同學的猜想明顯不合理，故答案為：木炭在空氣中燃燒只產生紅熱現象；

②濃硝酸分解產生O2和NO2，按照二者比例，O2濃度與空氣中O2濃度相近，因此乙同學的猜想也不正確，故答案為：濃硝酸分解產生O2和NO2，按照二者比例，O2濃度與空氣中O2濃度相近；

③類似與氧氣助燃性實驗設計，要證實丙同學的猜想，可以在收集滿NO2的試管中伸進一塊帶火星的木炭，若木炭立即復燃，反應完成后，加入少量澄清石灰水振蕩，產生白色沉淀(渾濁)，說明起助燃作用的氣體是NO2，故答案為：在收集滿NO2的試管中伸進一塊帶火星的木炭，若木炭立即復燃，反應完成后，加入少量澄清石灰水振蕩，產生白色沉淀(渾濁)，說明起助燃作用的氣體是NO2。