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、3 mol／L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+2 NaOH=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）滴加浓硝酸之前的操作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______。

（4）装置②的作用是_____，发生反应的化学方程式是______。

（5）该小组得出的结论所依据的实验现象是______。

（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个实验来判断两种看法是否正确，这些方案中可行的是______。（选填字母）

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氮气，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

3mol/L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 将NO2转化为NO 3NO2+H2O===2HNO3+NO 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 acd

【解析】

原理检查装置气密性后，打开弹簧夹通入CO2排除装置中空气；关闭弹簧夹，①装置打开分液漏斗活塞，铜与浓硝酸反应制得二氧化氮气体；NO2气体通入②装置中，二氧化氮与水反应生成NO；③装置中是稀硝酸验证不能氧化NO；⑤装置排水法收集NO；④装置中浓硝酸验证可以氧化NO2；⑥装置中NaOH溶液吸收NO2。

（1）根据装置特点和实验目的判断；

（2）根据空气造成的影响确定如何实施操作；同时根据一氧化氮的性质判断装置⑤的操作；

（3）根据铜和浓硝酸的性质结合实验现象判断产物，从而确定反应方程式；

（4）根据二氧化氮的性质且能转化为一氧化氮选择试剂；根据实验现象结合二氧化氮的性质书写反应方程式；

（5）根据对比实验③、④的实验现象判断；

（6）根据是否改变溶液中硝酸铜的质量分数或溶解气体的浓度判断；

（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防止污染大气；因为要验证稀HNO3不能氧化NO，装置③中应该盛放稀硝酸；

答案：3mol/L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；

答案：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）Cu与浓HNO3反应生成Cu（NO3）2、NO2、H2O；

答案：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，

答案：将NO2转化为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；

答案：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；
（6）要证明是Cu（NO3）2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的NO2赶走（a、c方案）再观察颜色变化．二是增加溶液中Cu（NO3）2溶液的浓度（d方案）观察反应后的颜色变化；

答案：a c d