Question

【題目】欲用濃硝酸法(測定反應(yīng)后生成氣體的量)測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，但資料表明：反應(yīng)中除了生成NO2氣體外還會有少量的NO生成；常溫下NO2和N2O4混合存在，在低于0℃時幾乎只有無色的N2O4液體或晶體存在。為完成測定并驗證確有NO生成，有人設(shè)計如下實驗：

（1）實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關(guān)閉K1，這樣做的目的是___。

（2）裝置B瓶的作用是___。

（3）A中的反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K2，并通入氧氣，若反應(yīng)確有NO產(chǎn)生，則D中應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是___；實驗發(fā)現(xiàn)，通入氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大影響，則為便于觀察應(yīng)通入___(填“冷”或“熱”)的氧氣。

（4）為減小測量誤差，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)繼續(xù)進行的操作是___。

（5）實驗測得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質(zhì)量：15.0g、濃硝酸：40mL13.5mol/L；實驗后A中溶液體積：40mL；H+濃度：1.0mol/L。若設(shè)反應(yīng)中硝酸既無揮發(fā)也無分解，則：

①參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為___。

②若已測出反應(yīng)后E裝置的生成物中含氮元素的質(zhì)量，則為確定合金中銅的質(zhì)量分數(shù)還需要測定的數(shù)據(jù)是___。

（6）若實驗只測定 Cu的質(zhì)量分數(shù)，不驗證NO的產(chǎn)生，則在銅銀合金中與濃硝酸反應(yīng)后，只需要簡單的實驗操作可達到目的，請簡述實驗過程：___。

Answer 1

【答案】排盡裝置中的空氣 吸收水蒸氣，防止水蒸氣在C中冷凝后與NO2反應(yīng)產(chǎn)生NO 出現(xiàn)紅棕色氣體 熱 打開K1、K2持續(xù)通入一段時間的N2和O2 0.5mol C中圓底燒瓶在實驗前后增加的質(zhì)量 往剩余溶液中加入過量HCl溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量

【解析】

實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關(guān)閉K1，排盡裝置中的空氣，滴入濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮和一氧化氮氣體，干燥后通過裝置C，在低于0℃時幾乎只有無色的N2O4液體或晶體存在，A中的反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K2，并通入氧氣，若反應(yīng)確有NO產(chǎn)生，則D中出現(xiàn)紅棕色氣體，說明有一氧化氮氣體生成，剩余氣體用氫氧化鈉溶液吸收；

(1)通入氮氣是排除裝置中的空氣，避免生成的一氧化氮氣體被氧化為二氧化氮；

(2)B裝置是利用濃硫酸的吸水性吸收氣體中的水蒸氣避免在C中 冷卻后水和二氧化氮反應(yīng)生成一氧化氮；

(3)一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮氣體；溫度高反應(yīng)速率快；

(4)由于裝置中有殘留的氣體，所以要打開K1、K2持續(xù)通入一段時間的N2和O2，以把氣體完全排盡；

(5)①硝酸的總的物質(zhì)的量是0.54mol，剩余硝酸是0.04mol，所以參加反應(yīng)的硝酸是0.54mol-0.04mol=0.5mol；

②要計算銅質(zhì)量分數(shù)，還需要計算出生成的N2O4的質(zhì)量，所以還需要測量C中燒燒瓶在實驗前后增加的質(zhì)量；

(6)銅銀合金和硝酸全部反應(yīng)生成銅鹽和銀鹽，利用A裝置中銀離子和氯離子形成的氯化銀沉淀稱量，計算得到合金中銅的質(zhì)量分數(shù)。

(1)通入氮氣是排除裝置中的空氣，避免生成的一氧化氮氣體被氧化為二氧化氮；

(2)B裝置是利用濃硫酸的吸水性吸收氣體中的水蒸氣避免在C中冷卻后水和二氧化氮反應(yīng)生成一氧化氮；

(3)A中的反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K2再通入氧氣，若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生，一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮氣體，通入氧氣溫度越高反應(yīng)速率越快，因此要通入熱的氧氣；

(4)由于裝置中有殘留的氣體，所以在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后還須進行的操作是：打開K1、K2持續(xù)通入一段時間的N2和O2，以把氣體完全排盡；

(5)①硝酸的總的物質(zhì)的量是0.54mol，剩余硝酸是0.04mol，所以參加反應(yīng)的硝酸是0.54mol-0.04mol=0.50mol；

②要計算銅質(zhì)量分數(shù)，還需要計算出生成的N2O4的質(zhì)量．所以還需要測量C中燒燒瓶在實驗前后增加的質(zhì)量；

(6)銅銀合金和硝酸全部反應(yīng)生成銅鹽和銀鹽，利用A裝置中銀離子和氯離子形成的氯化銀沉淀稱量，計算得到合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，在反應(yīng)后的混合溶液中A中加入過量的NaCl溶液，過濾后，將沉淀洗滌、干燥，最后稱取所得的AgCl沉淀的質(zhì)量，再進行計算。