Question

為了測定足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應(yīng)生成一氧化氮氣體和二氧化氮氣體的物質(zhì)的量之比（用m表示），請從下圖中選用合適的實驗裝置，設(shè)計一個合理而簡單的實驗，用于測定m的值．（不考慮二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮）其中E裝置為量氣管，由甲、乙兩根玻璃管組成，用橡皮管連通，并裝入適量水，甲管有刻度（0～50mL），供量氣用，乙管可上下移動，用來調(diào)節(jié)液面高低．回答下列問題：

（1）裝置的連接順序是

 

．（填各接口的編號）．
（2）連接好裝置并檢查氣密性后，應(yīng)打開

 

通入氮氣；然后打開

 

，從乙管注水至充滿甲、乙兩管，關(guān)上a、b．通入氮氣的原因是

 

．
（3）實驗后，若量氣管中氣體的體積為VmL（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下），要測定m的值，還要將

 

中的溶液做

 

實驗，假設(shè)測得其中溶質(zhì)物質(zhì)的量為n，用含V和n的式子表示：m=

 

（答案要求化簡）．
（4）下列操作中能造成m值偏小的是_

 

．
A．反應(yīng)前E中甲管所裝水里氣泡沒趕盡，而最后讀數(shù)時氣泡消失
B．實驗后未冷卻至室溫即開始讀數(shù)
C．實驗前沒有先通入足量的氮氣 D．實驗過程中，E裝置乙管的水溢出．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應(yīng)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；
（2）連接好裝置并檢查氣密性后，應(yīng)打開a，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；然后打開b，從乙管注水至充滿甲、乙兩管，關(guān)上a、b；
（3）要測定m的值，需要測定裝置C中生成的吸收溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量，采取中和滴定的方法準(zhǔn)確測定，依據(jù)生成的二氧化氮和一氧化氮氣體物質(zhì)的量計算m；
（4）下列操作中能造成m值偏小的是：
A．反應(yīng)前E中甲管所裝水里氣泡沒趕盡，而最后讀數(shù)時氣泡消失，讀取氣體體積增大；
B．實驗后未冷卻至室溫即開始讀數(shù)，熱脹冷卻讀取氣體體積增大；
C．實驗前沒有先通入足量的氮氣，生成的一氧化氮氣體和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮氣體，比值減�。� 
D．實驗過程中，E裝置乙管的水溢出，測定氣體體積增大．

解答： 解：（1）為保證NO和NO₂完全被吸收，NO易被氧化，應(yīng)排除空氣，實驗前應(yīng)通入足量的氮氣，則應(yīng)選擇B裝置，足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應(yīng)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④進(jìn)氣，可用量氣裝置測量體積，最后應(yīng)連接E裝置中的⑧，裝置的連接順序是②③④⑤⑧⑨；
故答案為：②③④⑤⑧⑨；
（2）NO易被氧化，應(yīng)排除空氣，實驗前應(yīng)通入足量的氮氣，連接好裝置并檢查氣密性后，應(yīng)打開a，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；然后打開b，從乙管注水至充滿甲、乙兩管，關(guān)上a、b；
故答案為：a；b；趕凈裝置中空氣，防止生成的一氧化氮與氧氣反應(yīng)影響測定結(jié)果：
（3）要測定m的值，需要測定裝置C中生成的吸收溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量，采取中和滴定的方法準(zhǔn)確測定，C中發(fā)生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成nmolHNO₃，則應(yīng)有1.5nmolNO₂，生成0.5nmolNO，所以原混合氣體中NO為

V

22.4

mol-0.5nmol，體積為（V-11.2n）L，1.5nmolNO₂的體積為33.6nL，則二者的比值為m=

V-11.2n

33.6n

，
故答案為：C；中和滴定；

V-11.2n

33.6n

；
（4）下列操作中能造成m值偏小的是：
A．反應(yīng)前E中甲管所裝水里氣泡沒趕盡，而最后讀數(shù)時氣泡消失，讀取氣體體積增大，一氧化氮和二氧化氮物質(zhì)的量之比增大，故A錯誤；
B．實驗后未冷卻至室溫即開始讀數(shù)，熱脹冷卻讀取氣體體積增大，一氧化氮和二氧化氮物質(zhì)的量之比增大，故B錯誤；
C．實驗前沒有先通入足量的氮氣，生成的一氧化氮氣體和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮氣體，比值減小，一氧化氮和二氧化氮物質(zhì)的量之比減小，故C正確； 
D．實驗過程中，E裝置乙管的水溢出，甲管中測定氣體體積增大，故D錯誤；
故答案為：C．

點評：本題較為綜合，涉及氣體的制備、收集以及測定等方面的考查，題目難度中等，注意制備氣體的原理以及實驗裝置，根據(jù)反應(yīng)的相關(guān)方程式計算．