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+2NaOH=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___________。(填序号字母，多选不给分)

a．加热该绿色溶液，观察颜色变化

b．加水稀释该绿色溶液，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人浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化

Answer

（1）3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液

（2）通CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤导管末端伸入倒置的烧瓶内

（3）Cu+4HNO3(浓) =Cu(NO3)2 + 2NO2↑+2H2O （4）将NO2转化为NO；3NO2+H2O =2HNO3 +NO

（5）装置③液面上方气体仍为无色，装置④液面上方气体由无色变为红棕色 （6）a c d

【解析】

试题分析：（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，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸。

（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。

（3）Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O，所以反应的离子方程式是Cu + 4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2 + 2NO2↑ +2 H2O。

（4）装置②中盛放H2O，使NO2与H2O反应生成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。

（6）做题依据为“甲认为溶液中Cu(NO3)2质量分数高，乙认为是溶解生成的气体”，能证明某一人说法正确的方案为可行方案。a通过加热，降低气体在水中的溶解度；c通过向溶液中通入N2，赶走溶解的气体，这两种做法原理相同，都是立足于乙说法，若溶液由绿→蓝，说明乙正确。d则是“反其道而行之”，再向其中通NO2，若乙正确，则溶液颜色会更绿。以上方案均可行。而b看似可行，针对甲说法，降低浓度，但忽略了3NO2+H2O＝2HNO3+NO，不能排除乙说法是否正确，因此答案选acd。

考点：考查浓、稀硝酸氧化性强弱探究实验的有关判断