Question

【題目】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，方案一如下圖所示，方案二如下圖所示。請回答下列問題(本題不考慮N2O4存在產生的影響)：

(1) 濃硝酸受熱分解的化學方程式是______________。

(2) 方案一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？____________(填“正確”或“不正確”)，理由是_________________________________。

(3) 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_____________。

(4) 方案二實驗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？____________(填“正確”或“不正確”)，理由是____________ 。

(5) 為了更直接地說明“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

【答案】4HNO3(濃) 4NO2↑+O2↑+2H2O 不正確 帶火星的木條熄滅可能是由于加熱濃硝酸時產生了大量水蒸氣 2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑ 正確 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 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

【解析】

（1）濃硝酸受熱分解生成二氧化氮、氧氣和水；

（2）加熱過程中有水蒸氣生成，據此分析；

（3）依據氧化還原反應規律作答；

（4）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分析判斷；

（5）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，據此分析解答。

（1）濃硝酸受熱分解生成二氧化氮、氧氣和水，其反應的化學方程式為：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；帶火星的木條熄滅可能是由于加熱濃硝酸時產生了大量水蒸氣；
（3）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)22CuO+4NO2↑+O2↑，

故答案為：2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑；
（4）2Cu(NO3)22CuO+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；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；
（5） 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。