硝酸实验专题

实验专题一：硝酸的性质1.(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为。NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图甲所示。实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是(填序号)。A.铁B.铝C.伯D.玻璃为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO,某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始后，可以在U形管右端观察到无色的NO气体。长玻璃管的作用是让反应停止的操作方法及原因是以下收集NO气体的装置，合理的是(填序号)。将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：离子方程式的书写，要注意电荷守恒。①包裹铜粒的丝状材料不能与稀硝酸反应，所以A、B项不行；②红棕色的气体是离子方程式的书写，要注意电荷守恒。①包裹铜粒的丝状材料不能与稀硝酸反应，所以A、B项不行；②红棕色的气体是NO2，原因是生成的NO与空气中的氧气反应。该实验装置是防止产生的气体与空气接触，长玻璃管的作用是接收被气体压出U形管的稀硝酸，防止稀硝酸溢出；关闭活塞，产生的气体使稀硝酸液面下降，，不易观察到生成，从而不能有力证明反应产物是NO。用图II装置做实验时，将有关操作补充完全：将分液漏斗的活塞打开，从U形管的B侧管口注入稀硝酸，一直注到止。关闭活塞，用酒精灯在U形管的A侧加热，当时，立即撤去酒精灯。⑶根据图I装置的实验完成下列问题：反应在什么情况下可以自动停止？。可在何处观察到无色的NO气体？。如果将分液漏斗的活塞慢慢打开，可立即观察到哪些明显现象？。无烧瓶中有空气，可以将产生的NO氧化成NO2无色的NO①液面与橡皮塞接触(或A侧管中恰好充满液体)②铜丝上有气泡产生①当反应产生的NO气体，使铜丝圈与稀硝酸脱离时，反应立即停止在U形管A侧管内可观察到无色NO气体②U形管B侧管内的稀硝酸又回到A侧管中，分液漏斗中有红棕色气体产生由于NO易被空气中的O2氧化成NO2(红棕色)，所以在铜与稀硝酸反应的常规实验中，很难观察到无色NO气体的生成，而是观察到红棕色气体。本题图I装置提供无氧气环境，使NO能存在相当长一段时间。NO的体积为L，NO2的体积为L。待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol-L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为mol・L-1。答案：(1)3Cu+8H++2NOf===3Cu2++4H2O+2NOf&CD⑶①接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出②关闭U形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止质LOT%一5(4)CD(5)&5.85.4②从而铜丝与稀硝酸分开，反应停止。不能用排空气法收集NO,因为NO与空气中的氧气反应，只能用排水法，C和D装置符合题意，E装置是洗气装置。&设混合气体中NO的物质的量为x，NO2物质的量为y。可得：x+y=0.5mol3x+y=0.51molX2，解方程组得：x=0.26mol，y=0.24mol.所以NO的体积为0.26molX22.4L・mol-^5.8L；NO2的体积为11.2L—5.8L=5.4L。②根据质量守恒定律进行考虑。HNO3在反应中要么变成气体，要么以NO§的形式留在溶液中。容易算出变成气体的HNO3的物质的量为0.5mol；加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2+全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为10-3aVmol，也就是以NOi形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10-3aVmol。所以，HNO3的浓度为mol・L-1。5.实验室用稀硝酸与铜反应制备NO气体，如果采用图I装置(烧瓶内加入稀硝酸和铜片，必要时可加热)，实验效果不是十分理想，因为观察到的现象不能有力证明反应产物是NO。有人设计了图11装置(橡皮塞下端连有铜丝圈)，用来做该实验可以达到满意的效果。囹」圈II用图I装置做实验时，用排水法收集到的气体的颜色为色；实验过程中由于

甲同学通过查询资料知道，一定浓度的硝酸与镁反应时，可得到二氧化氮、一氧化氮、氮气三种气体。该同学用下列仪器组装装置来直接验证有二氧化氮、一氧化氮生成并制取氮化镁(假设实验中每步转化均是完全的)。查阅文献得知：二氧化氮沸点为21.1°C、熔点为一11°C，一氧化氮沸点为一151°C、熔点为一164°C；镁也能与二氧化碳反应；氮化镁遇水反应生成氢氧化镁和氨气。实验中先打开开关K,通过导管向装置内通入二氧化碳气体以排出装置内的空气，停止通入二氧化碳的标志是。为实现上述实验目的，所选用的仪器的正确连接方式是A—一E，确定还原产物中有二氧化氮的现象是，实验中要多次使用装置F，第二次使用F的目的是。实验过程中，发现在D中产生预期现象的同时，C中溶液颜色慢慢褪去，试写出C中反应的离子方程式：。甲同学在A中开始反应时，马上点燃B处的酒精灯，实验结束后通过测试发现B处的产品纯度不高，原因是。设计一种实验方案，验证镁与硝酸反应时确实有氮气生成：E中出现白色沉淀D-C-F—B-FA中有红棕色气体产生(或D中出现有色液体)防止水蒸气进入B导致氮化镁水解5NO+4H++3MnO4-===3Mn2++5NO3-+2HO2装置中充满二氧化碳，而加热时二氧化碳也能与镁反应取少量B中反应后的固体放入试管中，再向试管中滴加适量的水并将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口处，试纸变蓝探究一定浓度的硝酸与镁反应的产物，E装置在该实验中为吸收尾气装置，实验中先打开开关K，通过导管向装置内通入二氧化碳气体以排出装置内的空气，当E中出现白色沉淀，说明二氧化碳已经充满整个装置，需停止通入二氧化碳。仪器连接方式：气体发生装置(A)—冷凝NO气体(D)一检验NO气体(C)一干燥气体2(F)一生成氮化镁(B)一防止水蒸气进入B中(F)一尾气吸收(E)。C中的高锰酸钾溶液与一氧化氮发生氧化还原反应，使高锰酸钾溶液的颜色慢慢褪去，反应的离子方程式为5NO+4H++3MnO4-===3Mn2++5NO3-+2H2O。镁条与二氧化碳发生置换反应：2Mg+CO2^^2MgO+C。在A中开始反应时，立即点燃B处的酒精灯，实验结束后通过测试发现B处的产品纯度不高，原因是装置中充满

二氧化碳，而加热时二氧化碳也能与镁反应。镁与硝酸反应时若有氮气生成，则生成的氮气和镁反应生成氮化镁，氮化镁易水解生成氨气，所以取少量B中反应后的固体放入试管中，再向试管中滴加适量的水并将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口处，试纸变蓝，说明有氮气生成。过氧化钠与二氧化氮能发生反应，某兴趣小组对此进行探究，提出了两种假设。假设一：Na2O2+2NO「==2NaNO2+O2f假设二：Na2O2+2NO「==2NaNO3［查阅资料］2NaNO2+2HCl===2NaCl+NOf+NO2f+H2O2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O［实验探究］2232按图示装置进行实验。通入二氧化氮至过氧化钠反应完全，然后对玻璃管中的固体物质进行检验。［实验结论］实验表明，过氧化钠与二氧化氮按“假设二”反应。过氧化钠与二氧化氮的反应中，氧化剂是。装置A中反应的离子方程式是。⑶装置C的作用是。请设计实验证明装置B中的反应不符合“假设一”。实验操作：取玻璃管中的固体置于试管中，;实验现象是。有同学认为：只要直接观察C中导管口是否有气泡冒出，就可以判断B中的反应符合哪一种假设，这种想法(填“对”或“不对”)，原因是。过氧化钠Cu+4H++2NO3-===Cu2++2NO2f+2H2O吸收未充分反应的二氧化氮(或吸收尾气中的二氧化氮，防止污染空气)①向试管中加入适量盐酸②无明显现象(或未见红棕色气体生成)不对若二氧化氮未充分反应，也可观察到C中导管口有气泡冒出在过氧化钠与二氧化氮生成硝酸钠的反应中，二氧化氮中氮元素的化合价升高，二氧化氮为还原剂；过氧化钠中氧元素的化合价降低，过氧化钠为氧化剂。铜与浓硝酸反应的方程式：Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2f+2H2O,Cu+4H++2NO3-===Cu2++2NO2f+2H2O。该实验的尾气中含有二氧化氮有毒气体，常用氢氧化钠