Question

将加热至红热的2.4g木炭投入盛有足量12mol·L^－1的浓HNO₃的试管中，立即塞好塞子，如图所示，连接好装置（事先已检查装置的气密性）。请回答：

（1）反应开始后撤去酒精灯，试管a中除看到木炭剧烈燃烧，最后消失外，还观察到的现象是____________________；

（2）试管b中最终__________沉淀产生（填“有”、“无”），原因是_________________________________________________；

（3）试管c中发生反应的化学方程式为__________________________________________；

___________________________________________；

（4）集气瓶e中最后收集到的气体为__________，理论上该气体的总体积为_________L（标准状况时），实际上这个数值___________于理论值（填“偏大”“偏小”）。

Answer

试管上部充满红棕色气体 无 NO2与水反应生成了足量的HNO3，中和了Ca(OH)2 Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O Ba(OH)2+CO2+H2O=Ba(HCO3)2 一氧化氮 6.0 小

【解析】(1)碳与浓硝酸在加热条件下发生反应：C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H20，反应生成红棕色的二氧化氮，所以开会看到试管上部充满了红棕色的气体；

(2)铜与浓硝酸生成的二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸与氢氧化钡反应生成硝酸钡，二氧化碳与硝酸钡不反应，所以不会产生沉淀；

(3) C中 Ba(OH)2溶液吸收CO2生成碳酸钡沉淀，生成的沉淀能溶解在过量的CO2溶液中，发生反应的化学方程式为Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O、 Ba(OH)2+CO2+H2O=Ba(HCO3)2 ；
(4)生成的二氧化氮与水反应生成一氧化氮，一氧化氮不与氢氧化钠反应，也不溶于水，所以e处收集的是一氧化氮气体，依据方程式：
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H20   3NO2+H2O═2HNO3+NO
12         4             3                 1
2.4g                n(NO2)       n(NO2)         n(NO)   
解得：n(NO2)=0.8mol      n(NO)=0.267mol
V(NO)=0.267mol×22.4L/mol=6.0L；
因装置内空气中的氧气能氧化部分NO生成NO2，则溶于水后所得NO偏小。