Question

可利用下圖中的實(shí)驗(yàn)裝置測定足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應(yīng)生成的NO氣體和NO₂氣體的物質(zhì)的量之比（用m表示），其中裝置C由廣口瓶和量氣管組成，量氣管由甲、乙兩根玻璃管組成，用橡皮管連通，并裝入適量水，甲管有刻度（0mL～50mL），乙管可上下移動(dòng)．回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)中氣體（NO和NO₂）發(fā)生裝置應(yīng)選擇

B

（填裝置序號(hào)）．
（2）實(shí)驗(yàn)中的氣體（NO和NO₂）通入C裝置，請?jiān)谙聢D的廣口瓶中將導(dǎo)氣管畫出．

（3）要測定m值，需要將C中的溶液進(jìn)行中和滴定，由于濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，能把酸堿指示劑氧化褪色而影響實(shí)驗(yàn)．因此，中和滴定前必須進(jìn)行的操作是

將C中的溶液加適量水稀釋

．
（4）連接好裝置，檢查氣密性后，應(yīng)進(jìn)行兩步必要的操作：第一，打開b，向C裝置的乙管中加適量水；第二，

打開a，通足量N₂，排凈裝置中的空氣

．
（5）實(shí)驗(yàn)前甲、乙兩管液面在同一水平面上，最后讀數(shù)時(shí)乙管的液面高于甲管的液面．此時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是

向下移動(dòng)乙管，使甲、乙兩管液面在同一水平面上

．
（6）實(shí)驗(yàn)后若量氣管中氣體的體積（換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下）為V（L），C中硝酸的物質(zhì)的量為 n  mol，則用含n和V的式子表示m=

（V-11.2n）：33.6n

（結(jié)果可不必化簡）．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y量生成氣體，銅和濃硝酸反應(yīng)過程中生成一氧化氮?dú)怏w遇空氣發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氮，需要裝置中不能含有空氣；
（2）裝置C由廣口瓶和量氣管組成，量氣管由甲、乙兩根玻璃管組成，用橡皮管連通，并裝入適量水，甲管有刻度（0mL～50mL），乙管可上下移動(dòng)，利用壓強(qiáng)關(guān)系以測定氣體體積，利用水吸收生成的二氧化氮?dú)怏w，廣口瓶的作用是導(dǎo)氣管應(yīng)長進(jìn)短出；
（3）濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，能把酸堿指示劑氧化褪色，需要用水稀釋；
（4）依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y定一氧化氮?dú)怏w體積，裝置中不能含有空氣，所以第二步需要通氮?dú)獍蜒b置中空氣趕凈；
（5）讀數(shù)時(shí)，應(yīng)使左右壓強(qiáng)相等保證讀數(shù)準(zhǔn)確，可上下移動(dòng)滴定管，使左右兩邊液面相平．

解答：解：（1）足量的Cu粉和適量的濃HNO₃反應(yīng)，開始應(yīng)有紅棕色的NO₂氣體生成：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2H₂O+2NO₂↑；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，HNO₃不斷消耗，HNO₃的濃度逐漸降低而變成稀HNO₃，此時(shí)雖反應(yīng)仍繼續(xù)進(jìn)行，但產(chǎn)生的氣體主要為無色的NO氣體：3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+4H₂O+2NO↑，故由氣體發(fā)生裝置導(dǎo)出的氣體主要是NO、NO₂組成的混合氣體，為了防止生成的NO被空氣中的O₂氧化，所以在反應(yīng)開始前，向裝置中通N₂，以驅(qū)趕其中的空氣，故答案為：B    
（2）裝置中測定氣體體積的裝置是利用氣體壓強(qiáng)關(guān)系在可有刻度的甲玻璃管中讀出氣體體積，反應(yīng)中生成的氣體含有二氧化氮和一氧化氮，所以氣體需要通過水除去二氧化氮，導(dǎo)氣管應(yīng)長進(jìn)短出，裝置圖為：，故答案為；
（3）將C中的溶液進(jìn)行中和滴定，由于濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，能把酸堿指示劑氧化褪色而影響實(shí)驗(yàn)．因此，中和滴定前必須加水稀釋，
故答案為：將C中的溶液加適量水稀釋；
（4）連接好裝置，檢查氣密性后，應(yīng)進(jìn)行兩步必要的操作：第一，打開b，向C裝置的乙管中加適量水；為避免生成的一氧化氮?dú)怏w被空氣中的氧氣氧化，需要通入氮?dú)�，把空氣趕凈，
故答案為：打開a，通足量N₂，排凈裝置中的空氣；
（5）實(shí)驗(yàn)前甲、乙兩管液面在同一水平面上，最后讀數(shù)時(shí)乙管的液面高于甲管的液面，應(yīng)向下移動(dòng)乙管，使甲、乙兩管液面在同一水平面上，
故答案為：應(yīng)向下移動(dòng)乙管，使甲、乙兩管液面在同一水平面上；
（6）實(shí)驗(yàn)后若量氣管中氣體的體積（換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下）為V（L）氣體為一氧化氮，物質(zhì)的量=

VL

22.4L/mol

，C中硝酸的物質(zhì)的量為 n  mol，是二氧化氮和水反應(yīng)生成的，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，所以生成nmol硝酸需要二氧化氮?dú)怏w物質(zhì)的量為1.5nmol，生成一氧化氮?dú)怏w物質(zhì)的量為0.5nmol；則銅與濃溴水反應(yīng)生成的氣體中，二氧化氮物質(zhì)的量為1.5nmol；一氧化氮?dú)怏w物質(zhì)的量=

VL

22.4L/mol

mol-0.5nmol；足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應(yīng)生成的NO氣體和NO₂氣體的物質(zhì)的量之比，通過計(jì)算得到：
m=（

VL

22.4L/mol

-0.5n）：1.5n=（V-11.2n）：33.6n，
故答案為：（V-11.2n）：33.6n．

點(diǎn)評：本題考查了反應(yīng)產(chǎn)物的成分測定，實(shí)驗(yàn)裝置的分析判斷，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的判斷，氣體體積的測定方法和原理應(yīng)用，題目難度中等．