Question

18．某课外活动小组设计了以下实验验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO．其实验流程图如图1，2：

（1）测定硝酸的物质的量反应结束后，从如图3装置B中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol•L^-1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如上图所示．在B容器中生成硝酸的物质的量为0.008 mol，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO₂在标准状况下的体积为268.8mL．
（2）测定NO的体积．
①从如图3所示的装置中，你认为应选用A装置进行Ag与浓硝酸反应实验，选用的理由是因为A装置可以通入N₂将装置中的空气排尽，防止NO被空气中O₂氧化．
②选用如图3所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是123547（填各导管口编号）．
③在测定NO的体积时，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置升高（填“下降”或“升高”），以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平．
（3）气体成分分析．
若实验测得NO的体积为112.0mL（已折算到标准状况），则Ag与浓硝酸反应的过程中有（填“有”或“没有”）NO产生，作此判断的依据是因为NO₂与水反应生成的NO的体积小于收集到的NO的体积（89.6＜112.0）．

Answer 1

分析 （1）B容器中是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮；100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol•L^-1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，终点时，消耗氢氧化钠溶液的体积为20.4ml-0.4ml=20ml；所以生成硝酸25.00mL溶液中含有0.02L×0.1mol/L=0.002mol，则B容器中生成硝酸的物质的量为0.008mol；由3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知金属反应生成二氧化氮物质的量为0.012mol，根据V=nV_m计算NO₂在标准状况下的体积；
（2）一氧化氮气体易被氧气氧化生成二氧化氮对验证产生干扰；选用图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，用水吸收生成的二氧化氮气体，可以用排水量气法测定一氧化氮气体的体积；依据量筒读取液体体积时需要和集气瓶液面相平，温度在常温下；
（3）若实验测得NO的体积为112.0mL（已折算到标准状况），结合二氧化氮反应生成的一氧化氮气体体积减小比较判断．

解答 解：（1）B容器中是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮；100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol•L^-1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，终点时，消耗氢氧化钠溶液的体积为20.4ml-0.4ml=20ml，所以生成硝酸25.00mL溶液中含有0.02L×0.1mol/L=0.002mol，则B容器中生成硝酸的物质的量为0.008mol，由3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知金属与硝酸反应生成二氧化氮物质的量为0.012mol，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO₂在标准状况下的体积V=nV_m=0.012mol×22.4L/mol=268.8mL，
故答案为：0.008；268.8；
（2）①一氧化氮气体易被氧气氧化生成二氧化氮对验证产生干扰，AD相比A装置利用氮气可以把装置中的空气排净；
故答案为：A；因为A装置可以通入N₂将装置中的空气排尽，防止NO被空气中O₂氧化；
②用A进行铜和浓硝酸的反应，用水吸收生成的二氧化氮气体，导气管长进短出，可以用排水量气法测定一氧化氮气体的体积，排水集气瓶导气管应短进长出，连接顺序为：123547，
故答案为：123547；
③读数之前应保持内外压强相同，恢复到室温下读取量筒中液体的体积，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置升高，以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平，
故答案为：升高；
（3）实验测得NO的体积为112.0mL（已折算到标准状况），依据上述计算得到Cu和浓硝酸生成二氧化氮气体物质的量为0.012mol，依据3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知一氧化氮气体物质的量为0.004mol，标准状况下体积为0.004×22.4L/mol=0.0896L=89.6ml＜112.0L可知Cu和硝酸反应生成一氧化氮气体，
故答案为：有；因为NO₂与水反应生成的NO的体积小于收集到的NO的体积（89.6＜112.0）．

点评 本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，把握物质的性质、实验装置的作用为解答的关键，侧重分析能力、实验能力及计算能力的综合考查，题目难度中等．