Question

已知，室温下存在反应3HNO₂═HNO₃+2NO↑+H₂O；在酸性溶液中，NO

- 2

可将MnO

- 4

还原为Mn²⁺且无气体生成．某化学兴趣小组设计了如下探究实验：

请回答下列问题：
（1）装置A的试管中发生反应的化学方程式是

 

．
（2）B瓶中可以观察到的现象是

 

，C瓶出来的气体是

 

．
（3）实验时观察到D管内固体颜色逐渐变为白色．据此甲同学认为D管中生成物是NaNO₃，而乙同学则认为D管中生成的是NaNO₂，如何证明乙同学的观点正确？

 

（4）E装置的作用是

 

．
（5）同学们经讨论认为上述装置仍有缺陷，为了避免D管中生成NaOH，你认为应该进行的改进是

 

，
并画出装置图．

Answer 1

分析：（1）A装置为C与HNO₃（浓）反应，生成二氧化碳、二氧化氮和水；
（2）A中产生的NO₂，进入B中与水反应生成硝酸，硝酸再溶解铜；即使有未反应完全的NO₂，被C中NaOH吸收；
（3）根据题目给的信息可知：①常温下HNO₂不稳定；②在酸性溶液中，NO₂^-可将MnO₄^-还原为Mn²⁺，使溶液紫色褪去．据此设计；
（4）有毒气体，不能直接排放到空气中；
（5）过氧化钠与水反应，进入D管气体应干燥，画装置图时，要注意注明药品或试剂名称．

解答：解：（1）A装置为C与HNO₃（浓）反应制取NO₂，反应方程式为C+4HNO₃（浓）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+4HNO₃（浓）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）A中产生的NO₂，进入B中与水反应生成硝酸，硝酸再与铜反应，方程式为 3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（HO₃）₂+2NO↑+4H₂O，所以，溶液逐渐变蓝．即使有未反应完全的NO₂，被C中NaOH吸收，从C中出来的气体为NO，
故答案为：产生无色气体，溶液逐渐变蓝；NO；
（3）根据题目给的信息可知：①常温下HNO₂不稳定；②在酸性溶液中，NO₂^-可将MnO₄^-还原为Mn²⁺，使溶液紫色褪去，据此设计方案．
方法Ⅰ：将生成物置于试管中，加入稀硫酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则D中产物是亚硝酸钠．反应的离子方程式是3NO₂^-+2H⁺═NO₃^-+2NO↑+H₂O
方法Ⅱ：将生成物置于试管中，加入酸性KMnO₄溶液，若溶液紫色褪去，则D中产物是亚硝酸钠，反应的离方程式是5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺═5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O，
故答案为：方案Ⅰ：将生成物置于试管中，加入稀硫酸　产生无色气体并在液面上方变为红棕色3NO₂^-+2H⁺═NO₃^-+2NO↑+H₂O；
方案Ⅱ：将生成物置于试管中，加入酸性KMnO₄溶液　溶液紫色褪去，5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺═5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O；
（4）D中可能有未反应完全的NO，NO有毒气体，不能直接排放到空气中，通过E装置吸收，以免污染空气，
故答案为：吸收D中未反应完的NO，以免污染空气；
（5）过氧化钠与水反应生成NaOH，进入D管气体应干燥，故应在C、D之间增加一个盛浓硫酸的洗气瓶（或装无水CaCl₂的干燥管），可设计图为，
故答案为：在C、D之间增加一个盛浓硫酸的洗气瓶（或装无水CaCl₂的干燥管），．

点评：本题为综合探究实验题，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，首先要明确该实验的目的，然后围绕该实验目的，分析题给实验装置中可能涉及的反应原理及装置作用，最后紧扣题意回答有关的问题．