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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，要求盡可能多地使二氧化氮被水吸收。某化學(xué)興趣小組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下，請你幫他們將下表補(bǔ)充完整。

	實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	化學(xué)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(shí)驗(yàn)的裝置圖如圖，請你在方框內(nèi)將它補(bǔ)充完整（加持裝置可省略），需標(biāo)明所用藥品的名稱___。

（3）以上設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)試管 或 硝酸工業(yè)常在吸收反應(yīng)進(jìn)行過程中補(bǔ)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(shí)減少了污染性氣體的排放）

【解析】

(1)①二氧化氮與水的反應(yīng)方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO，進(jìn)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(shí)驗(yàn)室制取氧氣是利用氯酸鉀和二氧化錳固體混合加熱反應(yīng)生成氧氣，或利用過氧化氫中加入二氧化錳催化劑反應(yīng)生成氧氣；

③液面不再上升時(shí)，通入氧氣和一氧化氮反應(yīng)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(dāng)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(yīng)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(yīng)生成硝酸和一氧化氮，其反應(yīng)方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO，進(jìn)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(gè)試管的，無色氣體充滿試管上部；3NO2+H2O=2HNO3+NO；

②實(shí)驗(yàn)室制取氧氣是利用氯酸鉀和二氧化錳固體混合加熱反應(yīng)生成氧氣，或利用過氧化氫中加入二氧化錳催化劑反應(yīng)生成氧氣，其化學(xué)反應(yīng)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(shí)，通入氧氣和一氧化氮反應(yīng)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(dāng)試管充滿液體，無氣體剩余，反應(yīng)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(gè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)進(jìn)行過程中補(bǔ)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(shí)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(yīng)進(jìn)行過程中補(bǔ)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(shí)減少了污染性氣體的排放）。