Question

（2010?天津一模）某研究性學習小組的一個課題是“NO₂能否支持木條的燃燒？”由于實驗室中沒有現成的NO₂氣體，該小組的同學設計了兩個方案（忽略N₂O₄的存在，圖中鐵架臺等夾持儀器均已略去）：
Ⅰ．實驗裝置如圖1所示

（1）濃硝酸受熱分解的化學方程式是

4HNO₃（濃）

△   .

4NO₂↑+O₂↑+2H₂O

．
（2）實驗開始后木條上的火星逐漸熄滅，有的同學得出“NO₂不能支持木條的燃燒”的結論．你認為這一結論是否正確？

不正確

（填“正確”或“不正確），理由是

帶火星的木條熄滅可能是由于加熱時產生大量水蒸氣．

．
Ⅱ．實驗裝置如圖2所示
（1）硝酸銅固體加熱分解的產物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，該反應的化學方程式是

2Cu（NO₃）₂

△   .

2CuO+4NO₂↑+O₂↑

．
（2）當集氣瓶中充滿紅棕色氣體時，木條復燃了，有的同學得出“NO₂能支持木條的燃燒”的結論．你認為這一結論是否正確？

正確

（填“正確”或“不正確”），理由是

理由是硝酸銅分解產生的混合氣體中氧氣的體積分數與空氣中氧氣的體積分數基本相同，若NO₂不支持燃燒，則木條不會復燃．

．
Ⅲ．為了更直接說明“NO₂能否支持木條的燃燒”這一問題，請你重新設計一個簡單的實驗方案，簡述實驗原理和主要操作．

Answer 1

分析：Ⅰ．（1）濃硝酸具有強揮發性，且不穩定，在加熱條件下能分解生成二氧化氮、氧氣和水，根據反應物、生成物和反應條件寫出相應的反應方程式．
（2）加熱過程中有水蒸氣生成，根據水蒸氣的性質分析．
Ⅱ．（1）根據題意結合反應物、生成物和反應條件寫出相應的反應方程式．
（2）根據該反應中氧氣所占的體積分數與空氣中氧氣所占的體積分數比較來進行判斷．
III．根據探究式實驗的設計來設計該實驗，實驗步驟為：制取二氧化氮氣體→洗氣→干燥→驗證→得出結論．

解答：解：Ⅰ．（1）濃硝酸具有強揮發性，且不穩定，在加熱條件下能分解生成二氧化氮、氧氣和水，
4HNO₃（濃）  

△   .

 4NO₂↑+O₂↑+2H₂O  
故答案為：4HNO₃（濃）  

△   .

4NO₂↑+O₂↑+2H₂O．
（2）該反應的反應條件是加熱，加熱過程中有水蒸氣生成，產生的大量水蒸氣抑制了NO₂的助燃，導致NO₂不能支持木條的燃燒的假象，所以不正確． 
故答案為：不正確，理由是帶火星的木條熄滅可能是由于加熱時產生大量水蒸氣． 
Ⅱ．（1）硝酸銅固體加熱分解的產物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，所以該反應的化學方程式是2Cu（NO₃）₂ 

△   .

 2CuO+4NO₂↑+O₂↑．
故答案為：2Cu（NO₃）₂ 

△   .

 2CuO+4NO₂↑+O₂↑．
（2）2Cu（NO₃）₂  

△   .

2CuO+4NO₂↑+O₂↑，該反應中氧氣占總氣體體積的 四分之一．與空氣中氧氣的體積分數基本相同，若NO₂不支持燃燒，則木條不會復燃，根據實驗現象知，二氧化氮支持燃燒，故正確． 
故答案為：正確，理由是硝酸銅分解產生的混合氣體中氧氣的體積分數與空氣中氧氣的體積分數基本相同，若NO₂不支持燃燒，則木條不會復燃． 
III．實驗步驟為：制取二氧化氮氣體→洗氣→干燥→驗證→得出結論，所以先用銅和濃硝酸反應制取二氧化氮氣體，二氧化氮氣體中含有部分水蒸氣，且二氧化氮氣體是酸性氣體，所以可用濃硫酸或無水氯化鈣干燥二氧化氮，然后再將帶火星的木條伸入二氧化氮中觀察現象，從而確定二氧化氮是否支持燃燒．
故答案為：用金屬銅與濃硝酸反應制取NO₂氣體，并用濃硫酸或無水氯化鈣進行干燥，再將帶火星的木條伸入二氧化氮中觀察現象．

點評：本題考查了化學方程式的書寫即實驗方案的設計，難度較大，注意根據實驗目的設計實驗方案．