Question

（2011?黃山模擬）如圖是各種不同密度的硝酸與鐵反應(yīng)（相同溫度）時(shí)主要還原產(chǎn)物的分布圖．請(qǐng)認(rèn)真讀圖分析，回答有關(guān)問(wèn)題．
（1）下列敘述中正確的是（填序號(hào)）

ABD

．
A．圖中橫坐標(biāo)是硝酸的密度，硝酸的密度越大，其濃度越大
B．當(dāng)還原劑和溫度相同時(shí)，不同濃度的硝酸被還原的產(chǎn)物不是單一的，只是在某濃度時(shí)，以某種產(chǎn)物為主而已
C．硝酸的濃度越大，還原產(chǎn)物中N元素低化合價(jià)產(chǎn)物越多
D．當(dāng)硝酸密度大于1.3g?cm^-3時(shí)，還原產(chǎn)物主要為NO、NO₂
（2）當(dāng)硝酸溶液的密度為1.36g?cm^-3時(shí)，下列化學(xué)方程式中，能較準(zhǔn)確表達(dá)Fe與過(guò)量硝酸反應(yīng)的是（填序號(hào)）

B

．
A．2Fe+10HNO₃═2Fe（NO₃）₃+NO↑+3NO₂↑+5H₂O
B．4Fe+18HNO₃═4Fe（NO₃）₃+3NO↑+3NO₂↑+9H₂O
C．3Fe+12HNO₃═2Fe（NO₃）₃+Fe（NO₃）₂+2NO↑+2NO₂↑+3H₂O
（3）密度為1.26g?cm^-3，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.0%的硝酸，其物質(zhì)的量濃度是

10

mol?L^-1．
（4）限用下列儀器、藥品驗(yàn)證由鐵和過(guò)量1.36g?cm^-3硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含有NO（不考慮N₂O₄）．設(shè)計(jì)一個(gè)合理而簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案（儀器可選擇使用，N₂的用量可自由控制，加熱裝置和固定裝置省略）．

第1步：反應(yīng)并收集生成的氣體：
①實(shí)驗(yàn)中氣體發(fā)生裝置應(yīng)選擇

B

（填裝置序號(hào)），理由是

可利用N₂排除裝置中的空氣，以防NO被氧化

；
②裝置的連接順序是（填各裝置接口的序號(hào)）：[

3

]→[

6

][

7

]→[8][9]→[

5

]；
③檢查裝置氣密性后，開(kāi)始反應(yīng)．待E中充滿紅棕色氣體，停止實(shí)驗(yàn)．
第2步：驗(yàn)證E中有NO．
④取下試管E，倒立在F中，輕輕搖動(dòng)試管，
確認(rèn)生成的氣體中有NO的現(xiàn)象是

試管中液面高度低于試管容積的二分之一（或余氣大于試管容積二分之一或余氣體積等于三分之二或液面高度等于三分之一）

．

Answer 1

分析：（1）從圖中可以看出，當(dāng)其他條件一致時(shí)，在濃硝酸（密度為1.40g?cm^-3）中，主要產(chǎn)物NO₂，隨著硝酸濃度逐漸降低，產(chǎn)物NO₂逐漸減少而NO的相對(duì)含量逐漸增多；當(dāng)密度為1.25g?mL^-1時(shí)，主要產(chǎn)物是NO，其次是NO₂及少量的N₂O；當(dāng)密度為1.15g?mL^-1時(shí)，NO與NH₄⁺的相對(duì)含量幾乎相等；當(dāng)HNO₃的濃度降到密度為1.05g?mL^-1時(shí)，NH₄⁺離子成為主要產(chǎn)物，凡有硝酸參加的氧化還原反應(yīng)都比較復(fù)雜，往往同時(shí)生成多種還原產(chǎn)物；硝酸的密度越大、濃度越大，其還原產(chǎn)物中氮元素化合價(jià)越高；
（2）Fe與過(guò)量硝酸反應(yīng)得到的含鐵化合物是硝酸鐵，不含硝酸亞鐵；
（3）根據(jù)物質(zhì)的量濃度和質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系公式c=

1000ρw%

M

來(lái)計(jì)算回答；
（4）①根據(jù)NO易被氧化來(lái)分析；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和各部分的作用確定連接順序；
④二氧化氮和水之間反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮來(lái)回答．

解答：解：（1）A．由圖象可以看出，硝酸的濃度越大時(shí)，生成物的化合價(jià)越高，對(duì)應(yīng)的硝酸的密度也越大，故A正確；
B．由圖象可以看出，在相同溫度和濃度時(shí)，硝酸的還原產(chǎn)物不止一種，故B正確；
C．由圖象可以看出，還原產(chǎn)物中NH₄⁺的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨硝酸密度減少而增大，銨根離子中氮元素化合價(jià)最低是-3價(jià)，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)硝酸溶液的密度為1.36g?mL^-1時(shí)，由圖象可看出，生成的NO和NO₂物質(zhì)的量相等，且硝酸密度大于1.3g?cm^-3時(shí)，還原產(chǎn)物主要為NO、NO₂，故D正確．
故選：ABD；
（2）當(dāng)硝酸溶液的密度為1.36g?mL^-1時(shí)，由圖象可看出，生成的NO和NO₂物質(zhì)的量相等，且硝酸過(guò)量時(shí)，得到的含鐵化合物是硝酸鐵，不含硝酸亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)為4Fe+18HNO₃═4Fe（NO₃）₃+3NO↑+3NO₂↑+9H₂O，
故答案為：B；
（3）密度為1.26g?cm^-3，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.0%的硝酸，其物質(zhì)的量濃度是c=

1000×1.26×50%

63

=10（mol/L），故答案為：10；
（4）①因NO易被氧化，若裝置中存在氧氣則不能說(shuō)明NO的存在，所以反應(yīng)前先通入N₂目的是排盡裝置中的空氣，防止NO被氧化，
故答案為：B；N₂排除裝置中的空氣，以防NO被氧化；
②A中鐵與濃硝酸反應(yīng)NO₂進(jìn)入C濃硫酸干燥，然后進(jìn)入F冰水混合物冷卻使二氧化氮液化分離，剩余的NO進(jìn)入D與氧氣反應(yīng)，最后連接尾氣處理裝置，所以儀器連接順序?yàn)椋?-6-7-8-9-5，
故答案為：3、6、7、5；
④二氧化氮和水之間反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，即3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，如果生成氣體中含有一氧化氮，則試管中液面高度低于試管容積的二分之一（或余氣大于試管容積二分之一．或余氣體積等于三分之二或液面高度等于三分之一），
故答案為：試管中液面高度低于試管容積的二分之一（或余氣大于試管容積二分之一．或余氣體積等于三分之二或液面高度等于三分之一）．

點(diǎn)評(píng)：本體綜合考查學(xué)生含氮化合物的性質(zhì)知識(shí)，注意知識(shí)的遷移和應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，難度不大．