(13分) 某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与Cu、Ag合金的反应过程中除生成NO2气体外，还会有少量NO生成、并测定Cu、Ag合金中Cu的质量分数。查阅相关资料表明：“常温下，NO2与N2O4混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在”。为此，他们设计了如下图所示的装置。回答下列问题:
（1）写出A中Cu与HNO3反应可能的离子方程式 。
（2）实验前先打开A部分的活塞K1，持续通一段时间的氮气再关闭K1，其目的是 ；装置中B瓶的作用是 。
（3）停止反应后，打开D中的活塞K2并通入O2，若有NO生成，则D中出现的现象是 ；实验发现，通入的O2温度高低对实验现象有较大影响，为便于观察应通入（填“热”或“冷”） 的O2。
（4）实验测得如下数据：实验前，Cu、Ag合金的质量：15.0g，浓HNO3：40mL 13.5 mol·L-1；实验后A溶液：V＝40mL c(H+)＝1.0 mol·L-1。假设反应中HNO3 既无挥发也无分解，则：①参加反应的HNO3的物质的量为 mol
②若已测出反应后E装置的生成物中含氮元素的质量m克，则为确定合金中Cu的质量分数还需测定的数据是 ，若测得该数据为n,写出合金中铜的质量（设为x克）的求算式子（只需列式子，不需解方程） 。
（5）为减小上述实验误差，在D中观察到实验现象后还须进行的操作是 。
（6）若已知Cu、Ag合金的质量为m g，且溶解完全。只利用A装置中反应后的溶液进行简单的操作，也可以确定合金中Cu的质量分数，其实验操作过程为
。
（1）Cu+4H++ 2NO3－＝Cu2++2NO2↑+2H2O （1分）
3Cu+8H++ 2NO3－＝3 Cu2++2NO↑+4H2O （1分）
（2）把装置中的空气赶走，防止NO被氧化为NO2
（1分）干燥反应中生成的气体（1分）
（3）无色气体变为红棕色（1分） 热（1分） （4）① 0.5（1分）
②C中烧瓶在实验前后增加的质量 （1分）
2x/64+(15-x)/108=3m/14+n/46或2x/64+(15-x)/108=0.5- m/14-n/46 （2分）
（5）打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2（1分）(不写N2不给分)
（6）在A中加入过量含Cl溶液，过滤后将沉淀洗涤、干燥，最后称取沉淀的质量（2分）
(不写过量扣1分，不写洗涤干燥扣1分)
【解析】
试题分析：（1）浓硝酸的还原产物是NO2，但由于随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐变稀，会生成NO，所以反应的方程式是Cu+4H++ 2NO3－＝Cu2++2NO2↑+2H2O 、
3Cu+8H++ 2NO3－＝3 Cu2++2NO↑+4H2O。
（2）由于装置中含有空气，而空气能把NO氧化生成NO2，从而干扰实验的检验，所以这样操作的目的是赶走装置中的空气，防止干扰实验。由于生成的气体中含有水蒸气，而NO2能和水反应生成NO，从而无法确认铜与硝酸反应是否生成了NO气体，所以B装置的作用是干燥反应中生成的气体。
（3）NO极易被氧气氧化生成红棕色的NO2，所以实验现象是无色气体变为红棕色。由于存在可逆反应2NO2
N2O4，又因为该反应是放热反应，所以热的空气可以使平衡 2NO2N2O4向逆方向移动，因此NO2浓度增大，从而导致颜色加深，所以应该通入热的氧气。
(4) ①硝酸的总的物质的量是0.54mol，剩余硝酸是0.04mol，所以参加反应的硝酸是0.54mol－0.04mol＝0. 5mol。
②要计算铜质量分数，还需要计算出生成的N2O4的质量。所以还需要测量C中烧瓶在实验
（5）由于装置中有残留的气体，所以在D中观察到实验现象后还须进行的操作是：打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2，以把气体完全排尽。
（6）由于反应后金属生成了硝酸盐，所以要测定该银圆中铜的质量分数，还需要把金属阳离子变成沉淀，然后通过称量即可计算，所以正确的操作可以是向反应后的溶液中加入足量的盐酸，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量。
考点：考查物质的分离、外界条件对平衡的影响以及有关计算等
点评：化学是一门以实验为基础的学科，所以有化学实验即科学探究之说法。化学实验主要以考察探究性实验和物质制备实验为主。这些探究性和制备性实验的试题，综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，要求学生必须认真审题，通过联系所学过的知识和技能，灵活运用并进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能作出正确的解答。
名校课堂系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【13分】硫酸铵是一种常用的铵态氮肥。下表是硫酸铵化肥品质的主要指标。
| 项目 | 指标 | ||
| 优等品 | 一等品 | 合格品 | |
| 外观 | 白色结晶，无可见机械杂质 | 无可见机械杂质 | |
| 氮(N)含量 | ≥21.0% | ≥21.0% | ≥20.5% |
新华中学化学研究性学习小组为本地农业生产服务，对某农用品商店出售的一等品硫酸铵化肥的品质进行探究。
[观察外观]该硫酸铵化肥无可见机械杂质。
[实验探究]按上图所示装置进行实验。
(1)烧瓶内发生反应的离子方程式为：____________________________________，烧杯中最适宜盛放的试剂是_____________(填“浓硫酸”“稀硫酸”或“水”)。
(2)实验过程中，需往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液并充分加热的原因是_______________
__________________________________________________。
[交流讨论]
甲同学：根据此实验测得的数据，计算硫酸铵化肥的氮含量可能偏高，因为实验装置中存在一个明显缺陷是：______________________________________________________________。
乙同学：实验装置中还存在另一个明显缺陷是：____________________________________。
经过大家充分讨论一致认为：针对甲、乙两位同学指出的实验装置中存在的明显缺陷，需改进实验装置，重新进行实验。
[探究结论]
称取13.5 g硫酸铵化肥样品，用改进后的实验装置重新进行实验，测得实验前后B装置增重3.40 g。该化肥____________(填“是”或“不是”)一等品。
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科目：高中化学 来源：2010年吉林省吉林一中高一上学期期中考试化学试卷 题型：单选题
（13分）某研究性学习小组的同学利用下图来验证某铜银合金完全溶解于浓硝酸时生成的气体除NO2外还含有NO，并测定合金中铜的质量分数。已知常温下NO2和N2O4混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N2O4晶体。
（1）写出A中铜与硝酸反应的一个化学方程式_________________________________
（2）反应前先打开A部分的活塞K1，持续通入一段时间的N2，理由是_________________
若装置中缺少B部分，会影响验证的结果，其原因是___________________________
（3）反应结束后，打开活塞K2，并通入O2，若有NO产生，则D产生的现象是________
_______________________
（4）实验测得的数据如下：合金质量15.0g，13.5mol/LHNO340mL；实验后A溶液：V=40mL，c（H+）=1.0mol/L，假设反应中硝酸无挥发也没有分解。则反应中消耗的HNO3物质的量为_____mol；
（5）利用A装置中反应后溶液也可确定铜的质量分数，方法是取出A中的反应的溶液，向其中加入足量的_____溶液，然后进行的操作的步骤分别是______________。
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科目：高中化学 来源：2013-2014学年福建省漳州市高三3月质检理综化学试卷（解析版） 题型：实验题
(13分)某研究性学习小组欲探究Na2CO3溶液与MgCl2溶液反应产生白色沉淀的成分，小组成员做如下实验
（1）若按所得的结论分析，甲观察到的实验现象是___________________________。
（2）在探究沉淀物成分前，甲、乙都将沉淀物从溶液中分离出来，洗涤并干燥。同学丙认为他们并未将沉淀洗涤干净，请用简单的实验证明丙的观点。
（3）同学丁认为甲结论不合理，理由是Ksp(MgCO3)___Ksp [Mg(OH)2](选填“＜”或“＞”)，所以沉淀物未必是MgCO3。经查阅资料得知：该白色沉淀的组成应为Mgx(OH)y(CO3)z·nH2O。为确定沉
淀物的具体组成，他设计下图装置进行实验(所有夹持装置已省略)。
（4）请将丁设计的实验步骤补充完整：
①检查装置气密性；
②先装入药品，并称量相关装置的质量，后连接各装置；
③________________________________________________________；
④停止加热，持续通入空气直至实验结束，再次称量步骤②中相关装置的质量。
（5）装置E中碱石灰的作用是_________________________________________________。
三次实验所得数据如下：(部分数据已换算为相应的物质的量)
??
（6）分析实验数据可知，第_________组出现误差较大的数据，应舍去。由实验数据计算
得该白色沉淀物的组成为___________(选填序号)。
a．Mg2(OH)2CO3·3H2O?????? b．Mg(OH)2(CO3)2·3H2O
c．Mg4(OH)2(CO3)3·3H2O??? d．Mg5(OH)4(CO3)3·2H2O
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科目：高中化学 来源：2014届福建莆田一中高一下学期第一学段考试化学试卷（1）（解析版） 题型：实验题
(13分)某中学化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。A中发生反应的化学方程式：2NH4Cl + Ca(OH)2
CaCl2
+ 2NH3↑+ 2H2O
【实验探究】
（1）A中的反应 （填“是”或“不是”）氧化还原反应。
（2）A装置还可用于制取气体 （只填一种）
（3）若有10.7gNH4Cl固体，最多可制取NH3（标准状况）的体积是 L(NH4C1的 摩尔质量为 53.5g·mol-1）。
（4）实验室收集氨气的方法是
（5）C、D装置中颜色会发生变化的是 （填“C”或“D”）
（6）当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴人1-2滴浓盐酸，可观察到的现象是 。
（7）为防止过量氨气造成空气污染，需要在上述装置的末端增加一个尾气处理装置，合适的装置是 （填“F”或“G”）。
【知识拓展】
（8）生石灰与水反应生成Ca(OH)2并放出热量[化学方程式为CaO+H2O==Ca(OH)2]。实验室利用此原理，往生石灰中滴加浓氨水，可以快速制取氨气。你认为生石灰可用下列 物质代替（填序号）。
A．碱石灰（NaOH与CaO的固体混合物） B.NaOH固体
C．硫酸溶液 D．石灰石（含CaCO3)
【知识应用】
（9）2010年11月9日晚，我省宁德市一冷冻厂发生氨气泄漏事件，500多居民深夜大转移。假如你在现场，你会采用什么自救为法？ 。
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