Question

【题目】为了证明铜与稀硝酸反应产生的是NO，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如下图所示(加热装置和固定装置均已略去)，B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶，F是用于鼓入空气的打气球。

(1)实验时，第一步实验操作为：将装有CaCO3干燥管下移与稀硝酸反应生成CO2，该操作的作用是_____。

(2)第二步，提起干燥管B，将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的离子方程式为________。有人认为E中收集到的可能是H2而不是NO，如何证明?_______________。

(3)实验过程中，发现在未鼓入空气的情况下，E中就产生红棕色。有人认为是由装置E部分设计不当造成的。请指出不当之处是__________。

(4)将一支试管中充入20mLNO2和O2的混合气体，倒扣在水槽中，待反应停止后，试管内剩余2mL无色气体。则原混合气体中NO2的体积是______mL。

Answer 1

【答案】 除去E中的空气，防止对NO检验造成干扰 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 挤压F向E中鼓入空气，E内气体由无色变成红棕色，证明收集到的气体是NO E中左导管长右导管短，不利于排尽空气 17.2或14.4

【解析】（1）实验时，可先将B装置中CaCO3放入硝酸中，碳酸钙和硝酸反应生成二氧化碳气体，先排出去其中的空气，以便在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色；因此该操作的作用是除去E中的空气，防止对NO检验造成干扰；（2）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、水和NO，反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；A中硝酸和铜反应生成NO，易与氧气反应，则将F气球中空气压入E中，有红棕色气体生成，如观察到红棕色，则说明生成NO而不是氢气；（3）在未鼓入空气的情况下，E中就产生红棕色，说明空气没有完全被排尽，根据装置图可知是由于E中左导管长右导管短，不利于排尽空气；（4）设混合气体中NO2是x mL，氧气是y mL，则x+y＝20。如果剩余的气体是氧气，则根据反应方程式4NO2+O2+2H2O＝4HNO3可知消耗的氧气是0.25x mL，则0.25x+2＝y，解得x＝14.4、y＝5.6；如果剩余气体是NO，则根据方程式3NO2+H2O＝2HNO3+NO可知剩余NO2是6mL，则4y+6＝x，解得x＝17.2、x＝2.8。