Question

3．某化學小組設計如圖裝置，探究銅和一定量的濃HNO₃是否反應是否有NO生成．已知：A試管內空氣體積為50mL（標準狀況），B廣口瓶盛80mL水，硝酸不溶于煤油．
請回答下列問題：
（1）加入濃HNO₃前應先通一段時間N₂，具體操作為：關閉K₃，打開K₁、K₂，其作用是通入N₂ 排盡裝置內的空氣，以防氧化可能生成的NO．
（2）關閉K₁、K₂，打開K₃，通過分液漏斗向試管中加入一定量的濃硝酸，然后在硝酸上方加一層煤油，煤油的作用是液封，防正硝酸揮發(fā)，待銅和硝酸反應完畢后，通過分液漏斗向試管中加煤油直至試管充滿．
（3）讀取量氣管讀數(shù)時，要先向下移動量氣管D，調整液面使C、D 中液面相平，然后再讀取讀數(shù)．
（4）數(shù)據(jù)分析：①從B中取20mL溶液，恰好中和用去0．lmol/L的NaOH體積為16mL則B中所得硝酸的物質的量濃度為0.08mol/L．
②假設只生成NO₂，通過計算理論上收集到的氣體體積為121.68mL （標準狀況下）．
③實驗最終測得氣體的體積為130.5mL（標準狀況下），與理論值有差異，其理由可能為A．
A．Cu與一定物質的量濃度的HNO₃反反應除了生成NO₂還生成NO
B．過程中還發(fā)生了反應4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃
C．過程中還發(fā)生了反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃
D．硝酸具有揮發(fā)性，對實驗有影響．

Answer 1

分析 （1）由裝置圖可知N₂從K₃進，空氣從K₁排出；NO能與空氣中的氧氣反應，要先排盡氧氣；
（2）硝酸屬于揮發(fā)性酸，煤油的密度小在硝酸上面，能防止硝酸揮發(fā)；
（3）讀數(shù)時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差；
（4）①B中溶液為硝酸，與氫氧化鈉等物質的量反應，根據(jù)氫氧化鈉的物質的量計算；
②B中發(fā)生的反應為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，根據(jù)硝酸的物質的量計算NO的物質的量和體積；
③A．Cu與一定物質的量濃度的HNO₃反反應除了生成NO₂還生成NO，生成NO時，量氣管中NO偏多；
B．過程中還發(fā)生了反應4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，則量氣管中NO偏少；
C．過程中還發(fā)生了反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，則量氣管中NO偏少；
D．實驗中加了煤油，排除了硝酸揮發(fā)性的影響．

解答 解：（1）由裝置圖可知N₂從K₃進，空氣從K₁排出，所以要關閉 K₂，打開K₁、K₃；NO易被空氣中的氧氣氧化，所以要先用氮氣排凈裝置中的空氣；
故答案為：關閉K₃，打開K₁、K₂；排盡裝置內的空氣，以防氧化可能生成的NO；
（2）硝酸屬于揮發(fā)性酸，煤油的密度小在硝酸上面，能防止硝酸揮發(fā)，所以在硝酸中加煤油的作用為液封，防正硝酸揮發(fā)；
故答案為：液封，防正硝酸揮發(fā)；
（3）讀數(shù)時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差，即保持兩邊液面相平，還要用眼睛平視讀數(shù)，即向下移動量氣管D，調整液面使C、D 中液面相平；
故答案為：向下移動量氣管D，調整液面使C、D 中液面相平；
（4）①B中溶液為硝酸，與氫氧化鈉等物質的量反應，從B中取20mL溶液，恰好中和用去0．lmol/L的NaOH體積為16mL，則c（硝酸）=$\frac{16×1{0}^{-3}×0.1}{20×1{0}^{-3}}$=0.08mol/L；
故答案為：0.08mol/L；
②B中發(fā)生的反應為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，B中溶液的體積為80mL，則B中硝酸的物質的量為0.08L×0.08mol/L=0.0064mol，所以NO的體積為0.0064mol×$\frac{1}{2}$×22.4L/mol=0.07168L，由于A中殘留N₂為50mL，也被全部排到量氣管中，所以理論上收集到的氣體體積為71.68+50=121.68mL；
故答案為：121.68；
③A．Cu與一定物質的量濃度的HNO₃反反應除了生成NO₂還生成NO，生成NO時，量氣管中NO偏多，實驗最終測得氣體的體積為130.5mL比理論值偏大，故A正確；
B．過程中還發(fā)生了反應4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，則量氣管中NO偏少，而實驗最終測得氣體的體積為130.5mL比理論值偏大，故B錯誤；
C．過程中還發(fā)生了反應4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，則量氣管中NO偏少，實驗最終測得氣體的體積為130.5mL比理論值偏大，故C錯誤；
D．實驗中加了煤油，排除了硝酸揮發(fā)性的影響，實驗值與理論值相近，故D錯誤；
故答案為：A．

點評 本題考查了物質性質的分析應用、實驗設計的判斷、物質反應的計算應用，主要考查及其化合物性質的分析應用，題目難度中等，側重于考查學生的分析能力和實驗探究能力．