Question

某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选药品：浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及CO₂。

已知氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO₂反应：2NO₂+2NaOH＝NaNO₃+NaNO₂+H₂O。

（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是     、

        、        。

（2）滴加浓硝酸之前，需打开弹簧夹，通入一段时间的CO₂，其目的是            

                                                                          。

（3）装置①中发生反应的离子方程式是                                       。

（4）装置②的作用是        ，发生反应的化学方程式是                      。

（5）该小组得出的结论依据的实验现象是                          。

（6）实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是       。（可多选）

a．加热该绿色溶液，观察颜色变化

b．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化

c．向该绿色溶液中通入氧气，观察颜色变化

d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化

 

Answer 1

【答案】

（15分）（1）3mol/L稀硝酸（1分） 浓硝酸（1分） 氢氧化钠溶液（1分）

（2）排出体系中的空气，防止NO被氧化成NO₂（2分）

（3）Cu + 4H⁺+2NO₃^-＝Cu²⁺ + 2NO₂↑ + 2H₂O（2分）

（4）将NO₂转化为NO（1分） 3NO₂ + H₂O =2HNO₃ + NO（2分）

（5）装置③液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色（2分）

（6）a  c  d （3分）

【解析】

试题分析：（1）根据装置特点和实验目的，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO₂，因为要验证稀HNO₃不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸。

（2）由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO₃之前需要通入一段时间CO₂赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。

（3）Cu与浓HNO₃反应生成Cu(NO₃)₂、NO₂、H₂O，所以反应的离子方程式是Cu + 4HNO₃(浓)＝Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ +2 H₂O。

（4）装置②中盛放H₂O，使NO₂与H₂O反应生成NO：3NO₂ + H₂O＝2HNO₃ + NO。

（5）NO通过稀HNO₃溶液后，若无红棕色NO₂产生，说明稀HNO₃不能氧化NO，所以盛放稀HNO₃装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。装置④中盛放的是浓HNO₃，若浓HNO₃能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体。

（6）做题依据为“甲认为溶液中Cu(NO₃)₂质量分数高，乙认为是溶解生成的气体”，能证明某一人说法正确的方案为可行方案。a通过加热，降低气体在水中的溶解度；c通过向溶液中通入N₂，赶走溶解的气体，这两种做法原理相同，都是立足于乙说法，若溶液由绿→蓝，说明乙正确。d则是“反其道而行之”，再向其中通NO₂，若乙正确，则溶液颜色会更绿。以上方案均可行。而b看似可行，针对甲说法，降低浓度，但忽略了3NO₂+H₂O====2HNO₃+NO，不能排除乙说法是否正确，因此答案选acd。

考点：考查浓、稀硝酸氧化性强弱探究实验的有关判断

点评：该题是高考中的常见题型，试题综合性强，浓度较大。本题以“探究稀、浓HNO₃氧化性相对强弱”为载体，考查稀、浓HNO₃性质，重点应结合实验目的，实验所给装置图及药品，信息，加工提炼出实验设计的原理，这是解探究性实验的灵魂所在。有利于培养学生、化学基本实验设计和评价能力。该类试题综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。