Question

【題目】把小塊木炭在酒精燈上燒至紅熱，迅速投入熱的濃硝酸中，發生劇烈反應，同時有大量紅棕色氣體產生，液面上木炭迅速燃燒發出光亮。

（1）寫出紅熱木炭被熱的濃硝酸氧化為CO2的化學方程式____________________。

（2）木炭與濃硝酸反應過程中還伴隨著濃硝酸的分解，除了產生氧氣外，也產生紅棕色氣體。相同條件下該分解反應產生的氧氣與紅棕色氣體的體積之比為____________________。

（3）某研究性學習小組的同學對“木炭在液面上迅速燃燒發出光亮”的原因做出3個猜想：

A．甲同學認為空氣中O2支持木炭燃燒

B．乙同學認為濃硝酸分解產生的O2支持木炭燃燒

C．丙同學認為反應產生的NO2支持木炭燃燒

①根據木炭在空氣中燃燒的現象，甲同學的猜想明顯不合理，理由是____________________。

②理論分析乙同學的猜想也不正確，原因是________________________________________。

③要證實丙同學的猜想，還需補充的實驗方案是____________________________________。（請寫出實驗操作、現象和結論）。

Answer 1

【答案】 C+4HNO3CO2↑+4NO2↑+2H2O 1：4 木炭在空氣中燃燒只產生紅熱現象 濃硝酸分解產生O2和NO2，按照二者比例，O2濃度與空氣中O2濃度相同 在收集滿NO2的試管中伸長一根帶火星的木炭，若木炭立即復燃，反應完成后，加入少量澄清石灰水振蕩，產生白色沉淀（渾濁），說明起助燃作用的氣體是NO2

【解析】（1）碳與濃硝酸生成二氧化碳、二氧化氮和水，反應方程式為：C+4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O；

（2）濃硝酸的分解，產生氧氣和紅棕色氣體二氧化氮，反應為：4HNO3=O2↑+4NO2↑+2H2O，故該分解反應產生的氧氣與紅棕色氣體的體積之比為1：4；

（3）①木炭在液面上迅速燃燒發出光亮，甲猜想為空氣中O2支持木炭燃燒，木炭在空氣中燃燒，只產生紅熱現象，故該猜想不合理；

②根據（2）可知濃硝酸分解產生O2和NO2為1：4，按照二者比例，產生的氧氣濃度與空氣相近，故也應只產生紅色現象，乙猜想不合理；

③丙猜想認為反應產生的NO2支持木炭燃燒，故按照該想法可以將碳在純凈的NO2中燃燒，應該生成二氧化碳氣體，用澄清石灰水檢驗二氧化碳即可，具體方法為：在收集滿NO2的試管中伸進一塊帶火星的木炭，若木炭立即復燃，反應完成后，加入少量澄清石灰水振蕩，產生白色沉淀（渾濁），說明起助燃作用的氣體是NO2。