Question

7．足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應生成NO和NO₂，請從A、B、C、D、E五個裝置中選擇適當?shù)膶嶒炑b置，設計一個簡單而合理的實驗，用于測定NO和NO₂的物質(zhì)的量之比，其比值用X表示，其中A裝置由甲、乙兩根玻璃管組成，用橡皮管連通，并裝有適量水，甲管有刻度；

（1）實驗中銅與濃硝酸的反應的離子方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂0；
（2）裝置的連接順序是（填裝置接口的編號，連接膠管及夾持裝置均省略）④⑤⑦⑧①．
（3）連接好裝置后，首先要進行的操作是檢查裝置的氣密性（填操作名稱），在裝好藥品，并打開a和b，向A裝置的右管中加入適量的水，接著打開c通入足量的N₂，通入N₂的目的是趕凈裝置中空氣，防止生成的一氧化氮與氧氣反應影響測定結(jié)果；
（4）要測定X，需要將E中的溶液進行中和滴定，由于濃硝酸具有強氧化性，能把酸堿指示劑氧化褪色而影響實驗，因此，中和滴定前必須進行的操作是將E中的溶液加適量水稀釋．
（5）實驗前甲乙兩管液面在同一水平面上，最后讀數(shù)時乙管的液面高于甲管的液面，此時應進行的操作是應向下移動乙管，使甲、乙兩管液面在同一水平面上；
（6）實驗后若是氣管中氣體的體積（換算成標準狀況下）為V L，E中硝酸的物質(zhì)的量為a mol，則用含a和V的式子表示X=（V-11.2a）：33.6a．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，據(jù)此書寫；
（2）足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應生成一氧化氮氣體和二氧化氮氣體，生成的混合氣體經(jīng)過水充分吸收后生成NO，可用量氣裝置測量體積；
（3）連接好裝置并檢查氣密性后，應打開c，通入氮氣，為保證NO和NO₂完全被吸收以及被空氣中氧氣氧化；
（4）根據(jù)濃硝酸具有強氧化性，能把酸堿指示劑氧化褪色，需要用水稀釋；
（5）讀數(shù)時，應使左右壓強相等保證讀數(shù)準確，可上下移動滴定管，使左右兩邊液面相平；
（6）E中發(fā)生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，根據(jù)方程式計算．

解答 解：（1）銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應的離子方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂0，故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂0；
（2）為保證NO和NO₂完全被吸收，NO易被氧化，應排除空氣，實驗前應通入足量的氮氣，則應選擇C裝置，足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應生成一氧化氮氣體和二氧化氮氣體，生成的混合氣體經(jīng)過水充分吸收后生成NO，從⑦進氣，可用量氣裝置測量體積，最后應連接A裝置中的①，裝置的連接順序是④⑤⑦⑧①；
故答案為：④⑤⑦⑧①；
（3）NO易被氧化，應排除空氣，實驗前應通入足量的氮氣，連接好裝置并檢查氣密性后，應打開c，通入氮氣，為保證NO和NO₂完全被吸收以及防止一氧化氮被空氣中氧氣氧化；故答案為：檢查氣密性后；趕凈裝置中空氣，防止生成的一氧化氮與氧氣反應影響測定結(jié)果：
（4）將E中的溶液進行中和滴定，由于濃硝酸具有強氧化性，能把酸堿指示劑氧化褪色而影響實驗；因此，中和滴定前必須加水稀釋，
故答案為：將E中的溶液加適量水稀釋；
（5）實驗前甲、乙兩管液面在同一水平面上，最后讀數(shù)時乙管的液面高于甲管的液面，應向下移動乙管，使甲、乙兩管液面在同一水平面上，
故答案為：應向下移動乙管，使甲、乙兩管液面在同一水平面上；
（6）實驗后若量氣管中氣體的體積（換算成標準狀況下）為V（L）氣體為一氧化氮，物質(zhì)的量=$\frac{VL}{22.4L/mol}$，E中硝酸的物質(zhì)的量為amol，是二氧化氮和水反應生成的，反應的化學方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，所以生成nmol硝酸需要二氧化氮氣體物質(zhì)的量為1.5amol，生成一氧化氮氣體物質(zhì)的量為0.5amol；則銅與濃硝酸反應生成的氣體中，二氧化氮物質(zhì)的量為1.5amol；一氧化氮氣體物質(zhì)的量=$\frac{VL}{22.4L/mol}$mol-0.5amol；足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應生成的NO氣體和NO₂氣體的物質(zhì)的量之比，通過計算得到：
X=（$\frac{VL}{22.4L/mol}$-0.5a）：1.5a=（V-11.2a）：33.6a，
故答案為：（V-11.2a）：33.6a；

點評 本題考查了反應產(chǎn)物的成分測定，實驗裝置的分析判斷，實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的判斷，氣體體積的測定方法和原理應用，題目難度中等．