Question

為清楚地看到無(wú)色NO遇空氣變?yōu)榧t棕色（或淺棕色）的過(guò)程．某化學(xué)興趣小組的甲、乙兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：

（1）甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)如圖一，步驟如下：①取大試管，放入適量大理石，加入過(guò)量稀硝酸②如圖塞好疏松的棉花和銅絲③一段時(shí)間后，使銅絲浸入過(guò)量的硝酸反應(yīng)④慢慢向試管底部推入棉花，可見明顯現(xiàn)象．第①步放入大理石的作用是：

除去裝置內(nèi)的空氣，防止生成的NO被氧化而影響實(shí)驗(yàn)效果

．
（2）乙同學(xué)則用圖二裝置，他的設(shè)想是這樣：從分液漏斗注入稀硝酸，直到浸沒銅絲，然后，關(guān)閉分液漏斗活塞，NO產(chǎn)生的壓強(qiáng)將排開稀硝酸，達(dá)一定體積后，打開分液漏斗活塞，硝酸液體將NO氣體壓入空分液漏斗，在分液漏斗球部空間因接觸空氣而變色．但按他的方法實(shí)際操作的丙同學(xué)發(fā)現(xiàn)此法至少存在兩個(gè)問題：
①當(dāng)酸液加到浸沒分液漏斗下端管口以后，會(huì)

因如圖所示的銅絲所在空間中被封閉一段空氣

而使后面的實(shí)驗(yàn)無(wú)法觀察到預(yù)期現(xiàn)象．
②反應(yīng)開始后，因?yàn)殡S著NO的體積增加，

產(chǎn)生的NO排開酸液而與大部分銅絲脫離接觸

影響銅絲與硝酸的繼續(xù)反應(yīng)．
（3）丙同學(xué)將分液漏斗下端管口上提至與塞子下端齊平，解決了第①個(gè)問題，再用一個(gè)與U形管配套的單孔塞和另一個(gè)分液漏斗，仍用前述乙的儀器和思路，從左邊順利地將硝酸加到分液漏斗活塞處，請(qǐng)?jiān)趫D中補(bǔ)齊裝置并特別畫出銅絲的適當(dāng)位置：
（4）丁同學(xué)根據(jù)丙的思路，認(rèn)為可以測(cè)定一下NO的體積并計(jì)算其產(chǎn)率（不考慮有其它氣體），如果給你圖三所示的儀器及一個(gè)酸式滴定管，用一根橡膠皮管將它們連接起來(lái)．為成功量取產(chǎn)生NO的體積，此實(shí)驗(yàn)中注入的硝酸在滴定管中至少應(yīng)到達(dá)

分液漏斗最大量程刻度處

，設(shè)定有條件精確稱量，還需要的數(shù)據(jù)是

銅絲反應(yīng)前后的質(zhì)量

．
（5）計(jì)算知：將等體積NO和O₂通入倒置于水槽中的盛滿水的試管中，充分反應(yīng)后剩余氣體的體積為原氣體總體積的1/8，但準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)表明：余氣體積比計(jì)算結(jié)果要大，實(shí)事求是的科學(xué)精神，要求我們應(yīng)認(rèn)真思考．已知?dú)溲趸�鈉溶液可以吸收NO₂，方程式為2NaOH+2NO₂═NaNO₂+NaNO₃+H₂O，氫氧化鈉溶液可以吸收NO、NO₂的混合氣體，方程式為2NaOH+NO₂+NO═2NaNO₂+H₂，能否受此啟發(fā)，寫出可能發(fā)生的反應(yīng)方程式，并對(duì)上述情況作一合理的解釋：

Answer 1

分析：（1）根據(jù)碳酸鈣的性質(zhì)并結(jié)合題意分析；
（2）①裝置內(nèi)部有空氣；
②產(chǎn)生的NO排開酸液而與銅絲脫離接觸；
（3）可在左邊加一個(gè)漏斗；
（4）注入的硝酸在滴定管中至少應(yīng)到達(dá)分液漏斗最大量程刻度處；產(chǎn)率指的是某種生成物的實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值；
（5）氮氧化物（NO、NO₂）的最終產(chǎn)物并非HNO₃一種，實(shí)際存在著較低價(jià)態(tài)的HNO₂，實(shí)際消耗氧氣的量將要減少；

解答：解：（1）一氧化氮不穩(wěn)定，能和空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，產(chǎn)生雜質(zhì)干擾實(shí)驗(yàn)，裝置中有空氣，用碳酸鈣固體和硝酸反應(yīng)生成二氧化碳排出空氣，且二氧化碳和一氧化氮不反應(yīng)，故答案為：除去裝置內(nèi)的空氣，防止生成的NO被氧化而影響實(shí)驗(yàn)效果；
（2）①裝置內(nèi)部有空氣，可能將一氧化氮氧化，故答案為：因如圖所示的銅絲所在空間中被封閉一段空氣；
②產(chǎn)生的NO排開酸液而與銅絲脫離接觸，故答案為：產(chǎn)生的NO排開酸液而與大部分銅絲脫離接觸；
（3）可在左邊加一個(gè)漏斗，增大所盛液體的體積，裝置如圖：，故答案為：；
（4）注入的硝酸在滴定管中至少應(yīng)到達(dá)分液漏斗最大量程刻度處；根據(jù)反應(yīng)的銅絲的質(zhì)量可以求出NO的理論產(chǎn)量，然后根據(jù)產(chǎn)率的公式計(jì)算產(chǎn)率，故答案為：分液漏斗最大量程刻度處；銅絲反應(yīng)前后的質(zhì)量；
（5）可能發(fā)生的反應(yīng)方程式：2NO₂+H₂O=HNO₂+HNO₃；NO₂+NO+H₂O=2HNO₂；4NO+O₂+2H₂O=4HNO₂在此反應(yīng)條件下，氮氧化物（NO、NO₂）的最終產(chǎn)物并非HNO₃一種，實(shí)際存在著較低價(jià)態(tài)的HNO₂，實(shí)際消耗氧氣的量將要減少，故答案為：2NO₂+H₂O=HNO₂+HNO₃；NO₂+NO+H₂O=2HNO₂；4NO+O₂+2H₂O=4HNO₂　在此反應(yīng)條件下，氮氧化物（NO、NO₂）的最終產(chǎn)物并非HNO₃一種，實(shí)際存在著較低價(jià)態(tài)的HNO₂，實(shí)際消耗氧氣的量將要減少．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氮的氧化物的性質(zhì)，難度較大，注意氮氧化物（NO、NO₂）的最終產(chǎn)物并非HNO₃一種，實(shí)際存在著較低價(jià)態(tài)的HNO₂，實(shí)際消耗氧氣的量將要減少．