Question

某研究性学习小组的一个课题是“NO₂能否支持木条的燃烧？”由于实验室中没有现成的NO₂气体，该小组的同学设计了两个方案（忽略N₂O₄的存在，图中铁架台等夹持仪器均已略去）：
Ⅰ．实验装置如图1所示

（1）浓硝酸受热分解的化学方程式是    ．
（2）实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO₂不能支持木条的燃烧”的结论．你认为这一结论是否正确？    （填“正确”或“不正确），理由是    ．
Ⅱ．实验装置如图2所示
（1）硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是    ．
（2）当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO₂能支持木条的燃烧”的结论．你认为这一结论是否正确？    （填“正确”或“不正确”），理由是    ．
Ⅲ．为了更直接说明“NO₂能否支持木条的燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作．

Answer

Ⅰ．（1）浓硝酸具有强挥发性，且不稳定，在加热条件下能分解生成二氧化氮、氧气和水，根据反应物、生成物和反应条件写出相应的反应方程式．
（2）加热过程中有水蒸气生成，根据水蒸气的性质分析．
Ⅱ．（1）根据题意结合反应物、生成物和反应条件写出相应的反应方程式．
（2）根据该反应中氧气所占的体积分数与空气中氧气所占的体积分数比较来进行判断．
III．根据探究式实验的设计来设计该实验，实验步骤为：制取二氧化氮气体→洗气→干燥→验证→得出结论．
【解析】
Ⅰ．（1）浓硝酸具有强挥发性，且不稳定，在加热条件下能分解生成二氧化氮、氧气和水，
4HNO3（浓）   4NO2↑+O2↑+2H2O  
故答案为：4HNO3（浓）  4NO2↑+O2↑+2H2O．
（2）该反应的反应条件是加热，加热过程中有水蒸气生成，产生的大量水蒸气抑制了NO2的助燃，导致NO2不能支持木条的燃烧的假象，所以不正确． 
故答案为：不正确，理由是带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生大量水蒸气． 
Ⅱ．（1）硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，所以该反应的化学方程式是2Cu（NO3）2  2CuO+4NO2↑+O2↑．
故答案为：2Cu（NO3）2  2CuO+4NO2↑+O2↑．
（2）2Cu（NO3）2  2CuO+4NO2↑+O2↑，该反应中氧气占总气体体积的 四分之一．与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃，根据实验现象知，二氧化氮支持燃烧，故正确． 
故答案为：正确，理由是硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃． 
III．实验步骤为：制取二氧化氮气体→洗气→干燥→验证→得出结论，所以先用铜和浓硝酸反应制取二氧化氮气体，二氧化氮气体中含有部分水蒸气，且二氧化氮气体是酸性气体，所以可用浓硫酸或无水氯化钙干燥二氧化氮，然后再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象，从而确定二氧化氮是否支持燃烧．
故答案为：用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象．