Question

【題目】某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱，按下圖裝置進行實驗(夾持儀器已略去)。實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO2 ， 而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的結論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸。

可選藥品：濃硝酸、3mol／L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳
已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應，能與NO2反應：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
（1）裝置①中發生反應的離子方程式是；
（2）裝置②的目的是 ， 發生反應的化學方程式是；
（3）實驗應避免有害氣體排放到空氣中，裝置③、④、⑥中盛放的藥品依次是 ；
（4）實驗的具體操作是：先檢驗裝置的氣密性，再加入藥品，然后（此操作的目的是），最后滴加濃硝酸；
（5）該小組得出的結論所依據的實驗現象是。

Answer 1

【答案】
（1）Cu + 4H+ + 2NO3-(濃) = Cu2++ 2NO2↑+ 2H2O
（2）將NO2轉化為NO；3NO2+ H2O = 2HNO3+ NO
（3）3 mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液
（4）打開彈簧夾通入CO2一段時間，關閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內；趕走裝置中空氣（氧氣）
（5）裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變為紅棕色
【解析】（1）裝置①是銅和濃硝酸反應，其中發生反應的離子方程式為Cu + 4H+ + 2NO3-(濃) = Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O；
（2）裝置①中反應生成了二氧化氮，在裝置②中二氧化氮會與水反應，即3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以裝置②的作用是將NO2轉化為NO；
（3）根據裝置特點和實驗目的，裝置⑤是收集NO，裝置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大氣；因為要驗證稀HNO3不能氧化NO，所以裝置③中應該盛放稀硝酸，④中盛放濃硝酸；
（4）由于裝置中殘存的空氣，能氧化NO而對實驗產生干擾，所以滴加濃HNO3之前需要通入一段時間CO2趕走裝置中的空氣，則實驗的具體操作是：先檢驗裝置的氣密性，再加入藥品，然后打開彈簧夾通入CO2一段時間，關閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內，最后滴加濃硝酸；
（5）NO通過稀HNO3溶液后，若無紅棕色NO2產生，說明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3裝置的液面上方沒有顏色變化即可說明，裝置④中盛放的是濃HNO3 ， 若濃HNO3能氧化NO則裝置④液面的上方會產生紅棕色氣體。
故答案為：（1）Cu + 4H+ + 2NO3-(濃) = Cu2++ 2NO2↑+ 2H2O；（2）將NO2轉化為NO；3NO2+ H2O = 2HNO3+ NO；（3）3 mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液；（4）打開彈簧夾通入CO2一段時間，關閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內；趕走裝置中的空氣（氧氣）；（5）裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變為紅棕色；
驗證濃硝酸的氧化性，應首先檢查裝置的氣密性，硝酸與銅發生反應生成二氧化氮，通入水后生成一氧化氮，然后通過濃硝酸，如無色氣體生成紅棕色氣體，可證明硝酸具有氧化性，可氧化一氧化氮，生成的氣體不能直接排放到空氣中，應有尾氣處理裝置，據此分析判斷。