Question

3．某化學(xué)興趣小組要采用了下列裝置，對(duì)濃硝酸與木炭的反應(yīng)進(jìn)行探究（已知：4HNO₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$4NO₂ ↑+O₂ ↑+2H₂O ）

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）檢查裝置氣密性后，將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至紅熱狀態(tài)，立即伸入三頸瓶中，并塞緊瓶塞，滴加濃硝酸，可觀察到三頸瓶中氣體的顏色為紅棕色，產(chǎn)生該氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式是C+4HNO₃=CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）裝置C中盛有足量Ba（OH）₂溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后可觀察到C中出現(xiàn)白色沉淀，該白色沉淀為BaCO₃（寫(xiě)化學(xué)式）．其中的Ba（OH）₂溶液能（填“能”或“不能”）用Ca（OH）₂溶液代替，理由是目的都是為了除掉CO₂；
（3）裝置B的作用是緩沖，防止溶液倒吸．
（4）裝置D中收集到了無(wú)色氣體，部分同學(xué)認(rèn)為是NO，還有部分同學(xué)認(rèn)為是O₂．
①下列對(duì)該氣體的檢驗(yàn)方法合適的是C．（填序號(hào)）
A．敞口觀察集氣瓶?jī)?nèi)氣體的顏色變化
B．將濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙伸入集氣瓶?jī)?nèi)，觀察試紙是否變紅
C．將帶火星的木條伸入集氣瓶中，觀察木條是否復(fù)燃
②如果D中集氣瓶中收集的無(wú)色氣體是氧氣，則氧氣的來(lái)源是濃硝酸在受熱時(shí)分解所產(chǎn)生或二氧化氮溶于水之后生成的HNO₃分解所產(chǎn)生．

Answer 1

分析 （1）碳與濃硝酸在加熱的條件下反應(yīng)生成二氧化碳和紅棕色的二氧化氮；
（2）裝置C中盛有足量Ba（OH）₂溶液，二氧化碳通入其中，產(chǎn)生碳酸鋇沉淀，如果換成氫氧化鈣溶液同樣也可以吸收二氧化碳產(chǎn)生碳酸鈣沉淀；
（3）根據(jù)裝置圖可知，裝置B可作安全瓶，可以防止液體倒吸；
（4）①A、如果集氣瓶?jī)?nèi)氣體是NO，雖然通過(guò)敞口觀察可以看到紅棕色，但氮的氧化物有毒，會(huì)污染空氣；
B、濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試不能區(qū)別一氧化氮和氧氣；
C、將帶火星的木條伸入集氣瓶中，觀察木條是否復(fù)燃，可以判斷集氣瓶中是否是氧氣；
②硝酸在加熱的條件下分解產(chǎn)生二氧化氮、水和氧氣．

解答 解：（1）碳與濃硝酸在加熱的條件下反應(yīng)生成二氧化碳和紅棕色的二氧化氮，所以可觀察到三頸瓶中氣體的顏色為紅棕色，反應(yīng)方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：紅棕色；C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）裝置C中盛有足量Ba（OH）₂溶液，二氧化碳通入其中，產(chǎn)生白色BaCO₃沉淀，如果換成氫氧化鈣溶液同樣也可以吸收二氧化碳產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，所以能用Ca（OH）₂溶液代替Ba（OH）₂溶液，
故答案為：BaCO₃；能；目的都是為了除掉CO₂；
（3）根據(jù)裝置圖可知，裝置B的作用為用作安全瓶，緩沖，防止溶液倒吸，
故答案為：緩沖，防止溶液倒吸；
（4）①A、如果集氣瓶?jī)?nèi)氣體是NO，雖然通過(guò)敞口觀察可以看到紅棕色，但氮的氧化物有毒，會(huì)污染空氣，故不合適；
B、濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試不能區(qū)別一氧化氮和氧氣，故不合適；
C、將帶火星的木條伸入集氣瓶中，觀察木條是否復(fù)燃，可以判斷集氣瓶中是否是氧氣，故合適，
故選C；
②硝酸在加熱的條件下分解產(chǎn)生二氧化氮、水和氧氣，所以氧氣的來(lái)源是濃硝酸在受熱時(shí)分解所產(chǎn)生或二氧化氮溶于水之后生成的HNO₃分解所產(chǎn)生，
故答案為：濃硝酸在受熱時(shí)分解所產(chǎn)生或二氧化氮溶于水之后生成的HNO₃分解所產(chǎn)生．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)及實(shí)驗(yàn)裝置的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握裝置的作用、氣體的制備實(shí)驗(yàn)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意氮族元素化合物知識(shí)的綜合應(yīng)用，題目難度中等．