Question

把小块木炭在酒精灯上烧至红热，迅速投入热的浓硝酸中，发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧发出光亮。

（1）写出红热木炭被热的浓硝酸氧化为CO₂的化学方程式____________________。

（2）木炭与浓硝酸反应过程中还伴随着浓硝酸的分解，除了产生氧气外，也产生红棕色气体。相同条件下该分解反应产生的氧气与红棕色气体的体积之比为____________________。

（3）某研究性学习小组的同学对“木炭在液面上迅速燃烧发出光亮”的原因做出3个猜想：

A．甲同学认为空气中O₂支持木炭燃烧

B．乙同学认为浓硝酸分解产生的O₂支持木炭燃烧

C．丙同学认为反应产生的NO₂支持木炭燃烧

①根据木炭在空气中燃烧的现象，甲同学的猜想明显不合理，理由是____________________。

②理论分析乙同学的猜想也不正确，原因是________________________________________。

③要证实丙同学的猜想，还需补充的实验方案是____________________________________。（请写出实验操作、现象和结论）。

Answer

C + 4HNO3（浓） CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O 1 : 4 木炭在空气中燃烧只产生红热现象 浓硝酸分解产生O2和NO2，按照二者比例，O2浓度与空气中O2浓度相近 在收集满NO2的试管中伸进一块带火星的木炭，若木炭立即复燃，反应完成后，加入少量澄清石灰水振荡，产生白色沉淀（浑浊），说明起助燃作用的气体是NO2

【解析】

(1)红热的木炭投入热的浓硝酸过程中会发生反应：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O，故答案为C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O；

(2)浓硝酸分解的反应方程式为：4HNO3H2O+4NO2↑+O2↑，根据方程式可知，产生的氧气与红棕色气体的体积之比为1:4，故答案为1:4；

(3)①根据木炭在空气中燃烧的现象，木炭在空气中燃烧只产生红热现象，与木炭在液面上迅速燃烧发出光亮不符，因此甲同学的猜想明显不合理，故答案为木炭在空气中燃烧只产生红热现象；

②浓硝酸分解产生O2和NO2，按照二者比例，O2浓度与空气中O2浓度相近，因此乙同学的猜想也不正确，故答案为浓硝酸分解产生O2和NO2，按照二者比例，O2浓度与空气中O2浓度相近；

③类似与氧气助燃性实验设计，要证实丙同学的猜想，可以在收集满NO2的试管中伸进一块带火星的木炭，若木炭立即复燃，反应完成后，加入少量澄清石灰水振荡，产生白色沉淀(浑浊)，说明起助燃作用的气体是NO2，故答案为在收集满NO2的试管中伸进一块带火星的木炭，若木炭立即复燃，反应完成后，加入少量澄清石灰水振荡，产生白色沉淀(浑浊)，说明起助燃作用的气体是NO2。