Question

硝酸是極其重要的化工原料，工業上將產生的NO₂在密閉容器中用水多次反復循環吸收制備硝酸．
（1）工業上用水吸收NO₂生產HNO₃，生成的氣體經多次氧化、吸收的循環操作充分轉化為硝酸（假定上述過程無其他損失）．試寫出上述反應的化學方程式：

 

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（2）為了證明NO也可以與氧氣和水共同反應生成HNO₃，某學生設計了如圖所示裝置（有關夾持裝置已略去）．
①檢查裝置氣密性良好后，為觀察到NO氣體生成，打開K₁，關閉K₂，應從U形管的長管口注入稀硝酸至

 

后，迅速關閉K₁，觀察到U形管內的現象是

 

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②裝置Ⅲ中發生反應的化學方程式為

 

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③蘸NaOH溶液的棉花團的作用是

 

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④打開K₂，至裝置Ⅱ中長玻璃管中的氣體呈無色后，打開K₃，反應一段時間后，長玻璃管中并未充滿液體．設計簡單方法檢驗長玻璃管中的氣體是否含NO

 

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Answer 1

分析：（1）水吸收水NO₂生產HNO₃和NO，3NO₂+H₂O=2HNO₃+N0；
（2）實驗原理：Ⅰ中銅與稀硝酸反應生成NO，Ⅲ中雙氧水在二氧化錳的催化作用下反應生成O₂，2H₂O₂

高溫  .

2H₂O+O₂，NO和O₂在Ⅱ中發生反應，2NO+O₂=2NO₂；
①反應生成NO關閉k2打開k1，u形管右側因為生成不溶于水的氣體NO壓強增大，u型管內產生液面差；
②Ⅲ中雙氧水在二氧化錳的催化作用下反應生成O₂，2H₂O₂

高溫  .

2H₂O+O₂；，
③蘸NaOH溶液的棉花團的作用是吸收NO和空氣中的氧氣反應生成的NO₂防止污染環境；
④NO是無色的氣體，要想檢驗它的存在可以通過氧化反應轉化成紅棕色的NO₂，2NO+O₂=2NO₂．

解答：解：（1）水吸收水NO₂生產HNO₃和NO，化學方程式為：4NO₂+O₂+2H₂O═4HNO₃，故答案為：4NO₂+O₂+2H₂O═4HNO₃（或分成兩個方程式寫）；
（2）①加入的硝酸應跟銅絲充分接觸，u型管內因不溶性氣體NO的生成產生壓強差，溶液總生成硝酸銅溶液顏色變為藍色，方程式：3 Cu+8 HNO₃=3 Cu（NO₃）₂+2 NO↑+4 H₂O，故答案為：注入稀硝酸應至U形管右側膠塞下沿，迅速關閉K₁后，U形管左端液面高于右端，銅絲慢慢溶解，產生無色氣體，溶液逐漸變藍；
②Ⅲ中雙氧水在二氧化錳的催化作用下反應生成O₂，方程式為：2H₂O₂

高溫  .

2H₂O+O₂，故答案為：2H₂O₂

高溫  .

2H₂O+O₂；
③蘸NaOH溶液的棉花團的作用是吸收NO和空氣中的氧氣反應生成的NO₂防止污染環境，故答案為：吸收氮的氧化物防止污染環境；
④NO是無色的氣體，要想檢驗它的存在可以通過氧化反應轉化成紅棕色的NO₂，化學方程式：2NO+O₂=2NO₂，
故答案為：再打開K₃，若觀察到長玻璃管中氣體迅速變為紅棕色，則證明余氣含NO，若無顏色變化，則證明不含NO．

點評：本題通過實驗題的形式考查一氧化氮和硝酸、雙氧水的性質，解答本題要注意以下兩點：
（1）根據實驗目的和所放置的試劑確定各裝置的作用；
（2）三個開關K1、K2、K3的開與關都對實驗起著重要作．