Question

如圖為某實驗者設(shè)計的驗證銀圓（銀和銅的合金）完全溶解于一定量的濃硝酸后生成NO₂氣體中含有NO的實驗裝置圖．常溫時，NO₂與N₂O₄同時存在；在低于0℃時，幾乎只有無色的N₂O₄的晶體存在．

（1）反應(yīng)前先打開A中的活塞K₁，持續(xù)通一段時間N₂，其理由是

 

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（2）若裝置中缺B，其后果是

 

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（3）反應(yīng)結(jié)束后，打開D中的活塞K₂，并通入氧氣，D瓶內(nèi)氣體由無色變?yōu)榧t棕色；若通入的是熱氧氣，則瓶內(nèi)氣體的顏色比以前更深，其原因是

 

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（4）C裝置的作用是

 

；E中a儀器所起的作用是

 

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（5）已知該銀圓的質(zhì)量為25g，加入75mL 12mol?L^-1的濃硝酸．實驗結(jié)束后，A中燒瓶內(nèi)溶液中H⁺的濃度為2mol?L^-1（反應(yīng)中HNO₃既無揮發(fā)也無分解），溶液體積仍為75mL．
①參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是

 

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②為測定該銀圓中銅的質(zhì)量分數(shù)，還需進行的主要實驗操作是

 

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Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：

分析：銅銀合金與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、硝酸銀以及二氧化氮氣體，如硝酸濃度降低時可能生成NO，經(jīng)B濃硫酸干燥后，在C中冷卻，NO₂完全轉(zhuǎn)化生成N₂O₄，D中氣體通入氧氣，如有NO，則可生成紅綜合的NO₂氣體，最后用氫氧化鈉溶液吸收尾氣，防止污染空氣，利用A裝置中反應(yīng)后的溶液加入鹽酸溶液，生成AgCl沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后稱量可確定銀的質(zhì)量，進而可測得銅的質(zhì)量分數(shù)；
根據(jù)n=cV計算原硝酸中硝酸的物質(zhì)的量，氫離子濃度計算剩余的硝酸的物質(zhì)的量，二者之差為參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量，以此解答該題．

解答： 解：（1）NO易于空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO₂，為檢驗NO的存在，應(yīng)首先去除裝置內(nèi)的氧氣，
故答案為：排除系統(tǒng)內(nèi)的空氣，防止生成的NO被空氣中的O₂氧化；
（2）本實驗?zāi)康氖球炞C銅與濃硝酸反應(yīng)，生成的NO₂氣體中含有NO，而水與NO₂或N₂O₄反應(yīng)，生成NO，干擾NO的驗證，實驗時應(yīng)對氣體進行干燥，
故答案為：無法確認銅與硝酸反應(yīng)是否生成了NO氣體；
（3）反應(yīng)結(jié)束后，打開D部分的活塞k₂，并通入氧氣，D瓶內(nèi)氣體由無色變?yōu)榧t棕色，發(fā)生的反應(yīng)為2NO+O₂═2NO₂，紅棕色的NO₂轉(zhuǎn)化為無色N₂O₄氣體的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度時，平衡向左移動，NO₂的物質(zhì)的量濃度增大，顏色加深，
故答案為：熱的空氣使平衡2NO₂?N₂O₄向左移動，NO₂的物質(zhì)的量濃度增大，顏色加深；
（4）檢驗NO是否存在的方法是在NO的容器中通入氧氣生成紅棕色的NO₂氣體，為避免NO₂氣體的干擾，應(yīng)將NO₂全部轉(zhuǎn)化成N₂O₄晶體，NO₂易溶于水，應(yīng)防止倒吸，
故答案為：NO₂全部轉(zhuǎn)化成N₂O₄晶體，避免在D裝置中對NO的驗證產(chǎn)生干擾； 防止倒吸；
（5）①原硝酸中硝酸的物質(zhì)的量為0.075L×12mol/L=0.9mol，反應(yīng)后氫離子濃度為2mol/L，故剩余的硝酸的物質(zhì)的量為0.075L×2mol/L=0.15mol，故參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.9mol-0.15mol=0.75mol，
故答案為：0.75mol；
②向反應(yīng)后反應(yīng)中加入足量的鹽酸至不再生成沉淀，過濾、洗滌沉淀、干燥，稱量沉淀的質(zhì)量，根據(jù)氯化銀沉淀的質(zhì)量計算銀的質(zhì)量，進而確定銅的質(zhì)量分數(shù)；
故答案為：向反應(yīng)后反應(yīng)中加入足量的鹽酸至不再生成沉淀，過濾、洗滌沉淀、干燥，稱量沉淀的質(zhì)量．

點評：本題考查銅、銀與濃硝酸反應(yīng)，生成的NO₂氣體中含有NO的驗證實驗，題目難度中等，做題時注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，排除物質(zhì)的相互干擾，利用守恒思想計算．