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、稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。

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③④⑥中盛放的药品依次是____、____、_______。

（2）滴加浓硝酸之前的一系列操作依次是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后______。

（3）装置①中发生反应的化学方程式是___________。

（5）该小组得出的结论所依据的实验现象是_________。

Answer

稀硝酸 浓硝酸 氢氧化钠溶液 通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 装置③中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

【解析】

验证浓硝酸的氧化性，应首先检查装置的气密性，浓硝酸与铜发生反应生成二氧化氮，通入水后生成一氧化氮，然后分别通过浓硝酸和稀硝酸，如通过浓硝酸无色气体生成红棕色气体，可证明浓硝酸能将NO氧化成NO2，如通过稀硝酸无色气体没有明显变化，则证明稀硝酸不能氧化NO，氮的氧化物不能直接排放到空气中，应有尾气处理装置，据此分析解答。

(1)根据装置特点和实验目的，可以将生成的NO分别通过浓硝酸和稀硝酸，如通过浓硝酸无色气体生成红棕色气体，可证明浓硝酸能将NO氧化成NO2，如通过稀硝酸无色气体没有明显变化，则证明稀硝酸不能氧化NO，氮的氧化物不能直接排放到空气中，应有尾气处理装置，因此装置⑤是收集NO，装置③中应该盛放稀硝酸；装置④中盛放浓硝酸，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气，故答案为：稀硝酸；浓硝酸；氢氧化钠溶液；

(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，故答案为：通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内；

(3)装置①中Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O，反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故答案为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；

(4)装置②中盛放H2O，使NO2与H2O反应生成NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO，NO通过稀HNO3溶液后，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；装置④中盛放的是浓HNO3，浓HNO3能氧化NO，则装置④液面的上方会产生红棕色气体，故答案为：装置③中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。