Question

為了證明NO可以與O₂和H₂O共同反應生成HNO₃，某學生設計了下圖裝置。

按如下實驗步驟進行實驗：

①檢查裝置氣密性。

②在中間四通直管中裝入一定量的水，并向左、右兩側試管及分液漏斗中加入圖示試劑。

③將銅絲插入稀硝酸，開始反應，一段時間后再將銅絲從溶液中抽出。

④打開分液漏斗活塞，在試管中加入少量水，再立刻關閉。

⑤滴入幾滴石蕊試液。

請你參與幫助解答以下問題：

（1）步驟①中，如何檢查該裝置的氣密性？________________________________________。

（2）步驟③中，當銅絲插入稀硝酸時，觀察到的主要現象有：_______________________。

（3）步驟④中，中間四通直管中的水面將如何變化_____________________________，寫出此時變化的反應方程式：___________________________________________________。

（4）加入石蕊試液的作用是________________________________________________。

Answer 1

解析：進行裝置氣密性的檢查時，必須在裝置中沒有藥品的情況下進行（空載），但在檢查時可以向裝置中加入水。當將銅絲與稀硝酸接觸時，產生了無色氣體NO，整個裝置中氣體壓強增大，除了考慮左邊有無色氣體產生和溶液變藍外，還要考慮因氣體壓強增大時，中間管內液面高度發生變化。此時如右邊管內產生了氧氣，在開始產生氧氣的一段時間內，因NO、H₂O和O₂三者還沒來得及發生反應，整個裝置中的壓強是增大，但隨后三者發生了化學反應，生成HNO₃，裝置中壓強又變小了。滴加石蕊，溶液中因有HNO₃而呈酸性，石蕊是變紅了，但如HNO₃達到一定濃度，因HNO₃有氧化性，而使石蕊褪色。

答案：（1）打開分液漏斗活塞并取下上面塞子，壓擠膠頭滴管使其成“癟”狀，同時立刻關閉漏斗上活塞，若膠頭滴管橡膠頭一段時間內仍呈“癟”狀，表示氣密性良好（其他合理的答案也行）

（2）試管內先有紅棕色氣體，后又逐漸變為無色；試管中的液體由無色逐漸變藍色；中間直管中的液面起初略為上升，后開始下降

（3）產生O₂開始階段，液面下降，隨后再上升  4NO + 3O₂+2H₂O══4HNO₃

（4）檢驗是否有酸生成