Question

实验小组为验证NO₂与水反应的产物，用如图所示装置进行实验（夹持装置已略去，气密性已检验）。

（实验过程）

实验步骤	实验现象
Ⅰ．打开K1、K3、K5，关闭K2、K4，通入 一段时间N2，关闭K1	_________
Ⅱ．打开K2，放入足量浓HNO3，同时打开pH传感器和NO3^―传感器，记录数据	圆底烧瓶中反应剧烈，铜片逐渐溶解，溶液变为蓝绿色，_________；片刻后，三颈瓶内的导管口有气泡冒出
III．5min后，打开K4，用注射器将少量氧气注入三颈瓶，关闭K4	三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色

步骤II中，传感器记录数据如图所示：

（解释及结论）

（1）NO₂与水反应的离子方程式为____________    。

（2）步骤I中，通入N₂的目的是____________。

（3）将步骤II中圆底烧瓶内的实验现象补充完整：____________。

（4）该实验验证NO₂与水反应产物的实验证据包括____________（填序号）。

A.圆底烧瓶中溶液变为蓝绿色

B.三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色

C.pH传感器记录所得数据

D.传感器记录所得数据

（5）有同学认为该实验不严谨，因为也可能导致传感器所记录的数据结果____________

Answer

3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO 除去空气中氧气，防止生成的NO被氧化 液面上方充满红棕色气体 BCD NO2中混有挥发的HNO3

【解析】

先向装置内通入氮气，除去空气中氧气，再利用浓硝酸和Cu作用制取NO2气体，并通入三颈烧瓶中与水反应，通过pH传感器和NO3-传感器检验有硝酸生成，利用针筒内氧气检验NO气体的生成。

(1)NO2与水反应生成硝酸和NO，反应的离子方程式为3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO；

(2)步骤I中，通入N2的目的是除去空气中氧气，防止生成的NO被氧化；

(3)由Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O可知步骤II中圆底烧瓶内的实验现象为圆底烧瓶中反应剧烈，铜片逐渐溶解，溶液变为蓝绿色，液面上方充满红棕色气体；

(4)A．NO2与水反应生成硝酸和NO，与圆底烧瓶中溶液变为蓝绿色无关，故A错误；

B．三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色，说明NO和O2反应生成NO2，故B正确；

C．pH传感器记录所得数据显示反应后溶液显酸性，说明有酸生成，故C正确；

D．NO3-传感器记录所得数据显示反应后溶液中有NO3-生成，结合溶液显酸性，说明反应生成HNO3，故D正确；

故答案为BCD。

(5)浓硝酸有挥发性，未除去NO2中混有的HNO3，则无法根据传感器所记录的数据判断NO2溶于水生成硝酸，这是该实验不严谨的地方。