Question

【題目】現(xiàn)給你一試管二氧化氮，其他藥品和儀器自選。

（1）設計實驗，要求盡可能多地使二氧化氮被水吸收。某化學興趣小組實驗設計如下，請你幫他們將下表補充完整。

	實驗步驟	現(xiàn)象	化學方程式(解釋)
①	將一支充滿NO2的試管倒放在盛有水的水槽中	___	___
②	制取少量氧氣		___
③	___	___	4NO2+2H2O+O2=4HNO3

（2）完成上述實驗的裝置圖如圖，請你在方框內(nèi)將它補充完整（加持裝置可省略），需標明所用藥品的名稱___。

（3）以上設計讓你對工業(yè)上生產(chǎn)硝酸有什么啟示___？（從原料的充分利用、減少污染物的排放等方面考慮）。

Answer 1

【答案】紅棕色氣體逐漸消失，水位上升，最后水充滿整個試管的，無色氣體充滿試管上部 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2KClO32KCl+3O2↑或2H2O22H2O+O2↑， 將氧氣慢慢地通入步驟①的試管中 無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，又變?yōu)闊o色氣體，但氣體體積逐漸縮小，液面不斷上升最后充滿整個試管 或 硝酸工業(yè)常在吸收反應進行過程中補充一些空氣，使生成的NO再氧化為二氧化氮，從而盡可能地轉(zhuǎn)化為硝酸（提高了原料的利用率，同時減少了污染性氣體的排放）

【解析】

(1)①二氧化氮與水的反應方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO，進入試管中的液體體積占試管容積的，剩余氣體變?yōu)闊o色；

②實驗室制取氧氣是利用氯酸鉀和二氧化錳固體混合加熱反應生成氧氣，或利用過氧化氫中加入二氧化錳催化劑反應生成氧氣；

③液面不再上升時，通入氧氣和一氧化氮反應生成紅棕色的二氧化氮，二氧化氮溶于水又生成一氧化氮和硝酸，氣體變?yōu)闊o色氣體，液面上升，直至當試管充滿液體，無氣體剩余；

(2)方框內(nèi)是制取氧氣的裝置；

(3) 工業(yè)上生產(chǎn)硝酸，主要反應為：4NH3+5O24NO + 6H2O；2NO+O2=2NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3。

(1)①盡可能多地使二氧化氮被水吸收，將一支充滿NO2的試管倒放在盛有水的水槽中，NO2是紅棕色氣體，與水反應生成硝酸和一氧化氮，其反應方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO，進入試管中的液體體積占試管容積的，剩余氣體變?yōu)闊o色，故答案為：紅棕色氣體逐漸消失，水位上升，最后水充滿整個試管的，無色氣體充滿試管上部；3NO2+H2O=2HNO3+NO；

②實驗室制取氧氣是利用氯酸鉀和二氧化錳固體混合加熱反應生成氧氣，或利用過氧化氫中加入二氧化錳催化劑反應生成氧氣，其化學反應方程式為：2KClO32KCl+3O2↑或2H2O22H2O+O2↑，故答案為：2KClO32KCl+3O2↑或2H2O22H2O+O2↑；

③液面不再上升時，通入氧氣和一氧化氮反應生成紅棕色的二氧化氮，二氧化氮溶于水又生成一氧化氮和硝酸，氣體變?yōu)闊o色氣體，液面上升，直至當試管充滿液體，無氣體剩余，反應為：2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+2H2O+O2=4HNO3，故答案為：將氧氣慢慢地通入步驟①的試管中；無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體又變?yōu)闊o色氣體，但氣體體積逐漸縮小，液面不斷上升最后充滿整個試管；

(2)方框內(nèi)是制取氧氣的裝置，利用氯酸鉀和二氧化錳固體混合加熱反應生成氧氣的發(fā)生裝置為：，利用過氧化氫中加入二氧化錳催化劑反應生成氧氣的發(fā)生裝置為：，故答案為：或；

(3) 工業(yè)上生產(chǎn)硝酸，主要反應為：4NH3+5O24NO + 6H2O；2NO+O2=2NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3，硝酸工業(yè)常在吸收反應進行過程中補充一些空氣，使生成的NO再氧化為二氧化氮，從而盡可能地轉(zhuǎn)化為硝酸（提高了原料的利用率，同時減少了污染性氣體的排放），故答案為：硝酸工業(yè)常在吸收反應進行過程中補充一些空氣，使生成的NO再氧化為二氧化氮，從而盡可能地轉(zhuǎn)化為硝酸（提高了原料的利用率，同時減少了污染性氣體的排放）。