Question

（15分）

某研究小組想研究碳與濃硝酸的反應(yīng)。其實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下。

操作	現(xiàn)象
a．用干燥潔凈的燒杯取約10 mL濃硝酸，加熱。
b．把小塊燒紅的木炭迅速伸入熱的濃硝酸中。	紅熱的木炭與熱的濃硝酸接觸發(fā)生劇烈反應(yīng)，同時(shí)有大量紅棕色氣體產(chǎn)生，液面上木炭迅速燃燒，發(fā)出光亮。

（1）熱的濃硝酸與紅熱的木炭接觸會(huì)發(fā)生多個(gè)化學(xué)反應(yīng)。

① 碳與濃硝酸的反應(yīng)，說(shuō)明濃硝酸具有 性。

② 反應(yīng)產(chǎn)生的熱量會(huì)使少量濃硝酸受熱分解，產(chǎn)生紅棕色氣體、一種無(wú)色無(wú)味的單質(zhì)氣體X和水，氣體X的化學(xué)式是 。

（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中液面上木炭迅速燃燒，發(fā)出光亮。同學(xué)甲認(rèn)為可能是木炭與氣體X反應(yīng)產(chǎn)生的現(xiàn)象；同學(xué)乙猜測(cè)NO2可能具有助燃性，木炭能在NO2中燃燒。他們?cè)O(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)。

Ⅰ.制取NO2氣體。

① 在虛線框內(nèi)畫(huà)出用銅與濃硝酸制取和收集NO2的裝置簡(jiǎn)圖(夾持儀器略)。

② NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2，該反應(yīng)生成兩種物質(zhì)的量相等的正鹽，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

Ⅱ.探究實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)操作：在空氣中引燃木炭，使其燃燒并帶有火焰，將帶火焰的木炭伸入盛有NO2氣體的集氣瓶中。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：木炭在NO2氣體中持續(xù)燃燒，火焰迅速變亮，集氣瓶中氣體顏色變淺直至無(wú)色，產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，且遇空氣不變色。

① 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫(xiě)出碳與NO2氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

② 試分析是否需要增加帶火焰的木炭與純凈的X氣體反應(yīng)的實(shí)驗(yàn) 。

③ 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，你認(rèn)為甲、乙同學(xué)的預(yù)測(cè)是否合理，請(qǐng)簡(jiǎn)述理由 。

 

Answer 1

（15分，畫(huà)圖3分，其他每空2分）

（1）① 強(qiáng)氧化性 ② O2

（2）Ⅰ①

兩處導(dǎo)氣管進(jìn)出長(zhǎng)短對(duì)各1分，漏斗對(duì)1分）

② 2NO2 + 2NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O（物質(zhì)1分，配平1分）

Ⅱ① 2NO2 + 2C 點(diǎn)燃 N2 + 2CO2（物質(zhì)1分，配平1分）

② 當(dāng)木炭燃燒時(shí)，體系中氧氣濃度低于空氣中氧氣濃度，所以不用補(bǔ)充木炭在純氧

中燃燒的實(shí)驗(yàn)。（按要求給分）

③ 主要是和NO2的燃燒反應(yīng)，也會(huì)發(fā)生與氧氣的燃燒反應(yīng)，因?yàn)閮煞N氣體均存在。（按要求給分）

【解析】

試題分析：（1）①碳與濃硝酸的反應(yīng)，說(shuō)明濃硝酸具有強(qiáng)氧化性；

② 根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素的化合價(jià)有升有降的原則，紅棕色氣體是二氧化氮，N元素的化合價(jià)降低，而H元素的化合價(jià)已是最高，不能再升，所以只能是O元素的化合價(jià)升高，因此，無(wú)色氣體X是O2；

（2）Ⅰ①銅與濃硝酸制取二氧化氮不需加熱，用燒瓶和分液漏斗即可，二氧化氮的密度大于空氣，所以用向上排氣法收集NO2，導(dǎo)氣管長(zhǎng)進(jìn)短出，裝置如圖

②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2，該反應(yīng)生成兩種物質(zhì)的量相等的正鹽，則兩種鹽分別是硝酸鈉和亞硝酸鈉，化學(xué)方程式為2NO2 + 2NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O；

Ⅱ. ①木炭在NO2氣體中持續(xù)燃燒，火焰迅速變亮，集氣瓶中氣體顏色變淺直至無(wú)色，產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明碳與NO2氣體反應(yīng)生成二氧化碳和無(wú)色氣體氮?dú)猓�化學(xué)方程式為

2NO2 + 2C 點(diǎn)燃 N2 + 2CO2

②當(dāng)木炭燃燒時(shí)，體系中氧氣濃度肯定低于空氣中氧氣濃度，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明火焰迅速變亮，不是碳與氧氣反應(yīng)的結(jié)果，所以不用補(bǔ)充木炭在純氧中燃燒的實(shí)驗(yàn)。

③木炭所處的環(huán)境是二氧化氮的濃度大于氧氣的濃度，所以出現(xiàn)火焰迅速變亮的現(xiàn)象主要是木炭和NO2的燃燒反應(yīng)，也會(huì)發(fā)生與氧氣的燃燒反應(yīng)，因?yàn)閮煞N氣體均存在。

考點(diǎn)：考查對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析能力，給定條件的化學(xué)方程式的判斷與書(shū)寫(xiě)，裝置圖的設(shè)計(jì)，物質(zhì)性質(zhì)的判斷