Question

下图是各种不同密度的硝酸与铁反应（相同温度）时主要还原产物的分布图。请认真读图分析，回答有关问题。

(1)下列叙述中正确的是（填序号）_______________。

A.图中横坐标是硝酸的密度，硝酸的密度越大，其浓度越小。

B.当还原剂和温度相同时，不同浓度的硝酸被还原的产物不是单一的，只是在某浓度时，以某种产物为主而已。

C.硝酸的浓度越大，还原产物中N元素低化合价产物越少

D.当硝酸密度大于1.3g·cm^-3时，还原产物主要为NO、NO₂

(2)从下图中选择仪器、药品验证由铁和过量1.36 g·cm^-3硝酸反应产生的气体中含有NO（N₂和O₂的用量可自由控制，加热装置和固定装置省略）

已知：Ⅰ.NO+NO₂+2OH^-=2NO₂^-+H₂O

Ⅱ.常温下，NO₂与N₂O₄混合存在，在0℃时几乎只有无色的N₂O₄液体或晶体存在。

①仪器的连接顺序（按左→右连接，填各接口的编号）为______________。

②反应前先通入N₂，目的是___________________。

③确认气体中含的现象是__________________。

④装置F的作用是________________。

⑤若从A出来的混合气体中NO₂、NO的体积分别为V₁mL、V₂mL（V₁、V₂均不为0），且本套装置最终能将氮的氧化物完全吸收，则装置中至少需要冲入氧气的体积为：________mL（相同状态下）。

Answer

BCD 1→5→4→10→11→6→7→3→2（或1→5→4→11→10→6→7→3→2） 排除整个装置系统中的空气 D中气体变为红棕色 使NO2和NO分离 1/4V2mL

【解析】（1）本题考查影响氧化性强弱因素，A、图像所示的是硝酸密度与硝酸还原产物的分布，并不表示其浓度大小，故错误；B、根据图像的信息分析硝酸的浓度不同，其还原产物不相同，在某浓度时，会以某种产物为主，如硝酸浓度为1.36到1.4之间的点时，还原产物是NO2和NO，以NO2为主，故正确；C、根据图像，硝酸的浓度越大，硝酸还原产物中高价氮元素越来越多，低价态的越来越少，故正确；D、根据图像，当硝酸的密度大于1.3g/cm3时，还原产物主要是NO2、NO，其他还原产物几乎不存在，故正确；（2）本题考查实验设计方案的评价，①实验目的是验证铁与1.36g/cm3硝酸反应产物中含有NO，首先反应，制备气体，产生气体是NO2、NO、水蒸气，应除去水蒸气，用浓硫酸进行干燥，1→5→4，然后除去NO2，利用信息II，除去NO2，4→10→11或4→11→10，接着让NO转化成NO2，为防止生成NO2转化成N2O4，应在水浴中加热，即选择装置D进行NO的转化，即11→6→7，因为NO2和NO有毒，对环境有污染，必须除去，依据信息I，用NaOH除去NO和NO2，即7→3→2，综上所述，连接顺序是1→5→4→10→11→6→7→3→2；②因为NO与O2反应生成NO2，干扰实验，反应前通入N2的目的是排除装置的空气；③NO是无色气体,NO2是红棕色气体，因此装置D中气体变为红棕色，证明NO的存在；④装置F的目的是除去NO中混有NO2，或使NO2和NO分离；⑤根据信息I，完全被吸收，NO和NO2的体积比为1：1，设有xmL的NO转化成NO2，则NO2的体积为xmL，因此有(V2－x)=x，解得x=V1/2mL，依据2NO＋O2=2NO2，需要通入氧气的体积为V2/4mL。

点睛：本题的难点是实验装置的连接，解答本题时应注意（1）明确实验目的，一般题目中会给出，本题是验证铁与1.36g/cm3硝酸反应产物中含有NO，（2）清楚掌握铁和硝酸反应，产生的气体成分有哪些，如何除去这些气体，注意充分利用信息，即常温下，NO2与N2O4混合存在，在0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在，还应注意尾气的处理。