Question

【題目】某研究性學習小組的同學利用下圖來驗證某銅銀合金完全溶解于濃硝酸對生成的氣體除NO2外還含有NO，并測定合金中銅的質量分數(shù)。已知常溫下NO2和N2O4混合存在，在低于0℃時幾乎只有無色的N2O4晶體。

(1)寫出A中銅與硝酸反應的一個化學方程式________________________。

(2)反應前先打開A部分的活塞K，持續(xù)通入一段時間的N2，理由是_______________。若裝置中缺少B部分，會影響驗證的結果，其原因是____________________。

(3)反應結束后，打開活塞K2，并通入O2，若有NO產(chǎn)生，則D產(chǎn)生的現(xiàn)象是_________。

(4)實驗測得的數(shù)據(jù)如下：合金質量15.0g，13.5mol/LHNO340mL；實驗后A溶液：V=40 mL，c(H+)=1.0mol/L，假設反應中硝酸無揮發(fā)也沒有分解。則反應中消耗的HNO3物質的量為____________mol。

(5)利用A裝置中反應后溶液也可確定銅的質量分數(shù)，方法是取出A中的反應的溶液，向其中加入足量的_____溶液，然后進行的操作的步驟分別是____________________。

Answer 1

【答案】 Cu+4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O或3Cu+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑ 排除裝置中的空氣，防止干擾驗證性實驗， 部分NO2與水作用生成NO干擾驗證性實驗 有紅棕色氣體生成 0.5 鹽酸 過濾、洗滌、干燥、稱量

【解析】(1)A中銅與硝酸反應的一個化學方程式可以是Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O或3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑。(2)通入氮氣是排除裝置中的空氣，避免生成的一氧化氮氣體被氧化為二氧化氮；B裝置是利用濃硫酸的吸水性吸收氣體中的水蒸氣避免在C中冷卻后水和二氧化氮反應生成一氧化氮。(3)A中的反應停止后，打開D中的活塞K2再通入氧氣，若反應中確有NO產(chǎn)生，一氧化氮和氧氣反應生成紅棕色氣體二氧化氮。(4)硝酸的總的物質的量是13.5mol/L×0.04L＝0.54mol，剩余硝酸是0.04mol，所以參加反應的硝酸是0.54mol-0.04mol=0.50mol；(5)由于銀離子能與氯離子反應生成氯化銀沉淀，所以方法是取出A中的反應的溶液，向其中加入足量的鹽酸溶液，然后過濾、洗滌、干燥、稱量即可。