Question

（2009?北京）某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱的，按下圖裝置進行試驗（夾持儀器已略去）．實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO．由此得出的結論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸．

可選藥品：濃硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳
已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應，能與NO₂反應2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O
（1）實驗應避免有害氣體排放到空氣中，裝置③、④、⑥中盛放的藥品依次是

3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液

（2）滴加濃硝酸之前的操作時檢驗裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后

通入CO₂一段時間，關閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)

（3）裝置①中發(fā)生反應的化學方程式是

Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O

（4）裝置②的作用是

將NO₂轉化為NO

，發(fā)生反應的化學方程式是

3NO₂ +H₂O=2HNO₃ +NO

（5）該小組得出的結論依據(jù)的試驗現(xiàn)象是

裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色

（6）試驗結束后，同學們發(fā)現(xiàn)裝置①中溶液呈綠色，而不顯藍色．甲同學認為是該溶液中硝酸銅的質量分數(shù)較高所致，而乙同學認為是該溶液中溶解了生成的氣體．同學們分別涉及了一下4個試驗來判斷兩種看法是否正確．這些方案中可行的是

acd

（填序號字母，多選不給分）
a）加熱該綠色溶液，觀察顏色變化           
b）加水稀釋綠色溶液，觀察顏色變化
c）向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化
d）向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反映產(chǎn)生的氣體，觀察顏色變化．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)裝置特點和實驗目的判斷；
（2）根據(jù)空氣造成的影響確定如何實施操作；同時根據(jù)一氧化氮的性質判斷裝置⑤的操作；
（3）根據(jù)銅和濃硝酸的性質結合實驗現(xiàn)象判斷產(chǎn)物，從而確定反應方程式；
（4）根據(jù)二氧化氮的性質且能轉化為一氧化氮選擇試劑；根據(jù)實驗現(xiàn)象結合二氧化氮的性質書寫反應方程式；
 （5）根據(jù)對比實驗③、④的實驗現(xiàn)象判斷；
（6）根據(jù)是否改變?nèi)芤褐邢跛徙~的質量分數(shù)或溶解氣體的濃度判斷；

解答：解：（1）根據(jù)裝置特點和實驗目的，裝置⑤是收集NO，裝置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO₂防止污染大氣；因為要驗證稀HNO₃不能氧化NO，所以裝置③中應該盛放稀硝酸．
故答案為：3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液；
（2）由于裝置中殘存的空氣能氧化NO而對實驗產(chǎn)生干擾，所以滴加濃HNO₃之前需要通入一段時間CO₂趕走裝置中的空氣，同時也需將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)防止反應產(chǎn)生的NO氣體逸出．
故答案為：通入CO₂一段時間，關閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)；
（3）Cu與濃HNO₃反應生成Cu（NO₃）₂、NO₂、H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（4）裝置②中盛放H₂O，使NO₂與H₂O反應生成NO：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：將NO₂轉化為NO； 3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
 （5）NO通過稀HNO₃溶液后，若無紅棕色NO₂產(chǎn)生，說明稀HNO₃不能氧化NO，所以盛放稀HNO₃裝置的液面上方?jīng)]有顏色變化即可說明之．裝置④中盛放的是濃HNO₃，若濃HNO₃能氧化NO則裝置④液面的上方會產(chǎn)生紅棕色氣體．
故答案為：裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色；
（6）要證明是Cu（NO₃）₂濃度過低或是溶解了NO₂導致裝置①中溶液呈綠色，一是可設計將溶解的NO₂趕走（a、c方案）再觀察顏色變化．二是增加溶液中Cu（NO₃）₂溶液的濃度（d方案）觀察反應后的顏色變化．
故選a c d．

點評：本題主要考查HNO₃的性質、屬物質驗證性實驗設計，利用對比的方法判斷硝酸的性質．
物質驗證性實驗方案的設計如下：
結合已知的物質具有的性質，選擇合適的試劑，設計具體實驗方案驗證物質是否具有該性質．對有毒氣體要設計尾氣處理裝置，防止污染環(huán)境．