Question

机动车排放的尾气是空气的重要污染源，其成分之一是NO．某化学兴趣小组的同学在查阅资料后得知：
①NO常温下是一种无色、难溶于水的气体，它的密度比空气略大；
②NO常温下能与氧气迅速反应，生成红棕色的NO₂气体：2NO+O₂=2NO₂；
③实验室常用铜与稀硝酸反应制取NO：3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑十4X．
根据以上信息完成下列问题：（可能用到的装置如下）

（1）物质X的化学式为

 

．
（2）若选择合适的装置来制取并收集NO气体，应选择的发生装置是

 

，收集装置是

 

．
（3）催化转化器可有效降低尾气中的CO、NO、NO₂和碳氢化合物等有害物质向大气中排放．催化转化器中通常采用铂等贵重金属作催化剂．请写出CO和NO在催化剂的作用下发生反应生成CO₂和N₂的化学方程式：

 

．
（4）该小组的同学通过查阅资料还得知：①NO容易和血红蛋白结合而使人中毒；②NO抗击侵入人体的微生物，并能阻止癌细胞的繁殖和肿瘤细胞的扩散．综合分析①和②的信息，你得到的启示是

 

．
（5）某化工厂准备生产Cu（NO₃）₂，以铜和稀硝酸为主要原料设计了两种方案：
方案一：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑十4X；
方案二：2Cu+O₂

△   .

2CuO，CuO+2HNO₃═Cu（NO₃）₂+H₂O．
从环境保护的角度考虑，你认为较合理的方案是

 

．

Answer 1

分析：（1）依据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变原子个数不会增减可解决此题．
（2）据反应物的状态条件选择气体发生装置，据生成气体的物理性以及一氧化氮能与氧气反应的性质判定气体的收集方法．
（3）依据反应物产物的种类结合有关化学式的书写规则解决此题．
（4）阅读分析题找到课本中的一些实例解决，得到物质具有两面性的结论．
（5）根据选择方案的依据和绿色化原理来回答本题．

解答：解：（1）依据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变原子个数不会增减；
（2）根据反应物是固体与液体的反应，即固液型制气装置，再根据难溶于水的气体，它的密度比空气略大的性质且能与氧气反应的性质对收集装置进行选择即可．
（3）该反应的反应物是一氧化碳与一氧化氮产物是二氧化碳与氮气，再依据书写化学方程式的有关要求书写即可．
（4）一氧化碳能够燃烧提供热量，但一氧化碳往往会使人煤气中毒，体现了物质的两面性问题．
（5）选择方案时要考虑是否产生有害气体污染空气，方案是否可行，是否安全，操作是否简单，是否节约了原料．
方案一的生成物会污染环境，并且制取相同质量的硝酸铜；
方案二消耗的原料最少，硝酸中的硝酸根全部转化转化成硝酸铜．
故答案为：（1）H₂O．
（2）C；F
（3）CO+NO

催化剂  .

N₂+CO₂．
（4）物质具有两面性；
（5）二．

点评：气体制取装置选取依据：1反应物状态，如固态液态，2、反应发生所需要的条件，如加热等；
第一种装置：反应物为固体，反应时需加热，简称“固固加热型”．第二种装置：反应物为固体与液体，反应时不需加热，简称“固液不加热型”．
收集装置的选取依据：溶解度小或不溶的可以用排水法．溶于水或和水反应的不可以用排水法密度比空气大的用向上排气法（相对分子质量＞29）．密度比空气小的用向下排气法（相对分子质量＜29）．但有些相对分子质量和29差不多的不能用排气法．