Question

【題目】可利用下圖中的實驗裝置測定足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應生成NO和NO2的物質的量之比（用m表示），其中裝置C由廣口瓶和量氣管組成，量氣管由甲、乙兩根玻璃管組成，用橡皮管連通，并裝入適量水，甲管有刻度（0mL～50mL），乙管可上下移動。

請回答下列問題：

（1）實驗中氣體（NO和NO2）發生裝置應選擇___________（填裝置序號）。

（2）實驗中氣體（NO和NO2）通入C裝置，請在下圖的廣口瓶中將導氣管畫出______。

（3）連接好裝置，檢查氣密性后，應進行的操作：

第一：打開b，向C裝置的乙管中加適量水；

第二：_________________________________________________________________________；

第三：將分液漏斗頸上的玻璃塞打開，再將分液漏斗下面的活塞擰開，向燒瓶中加入濃硝酸，與銅反應。

（4）實驗前甲、乙兩管液面在同一水平面上，最后讀數時乙管的液面高于甲管的液面。此時應將乙管_______（填“向上”或“向下”）移動，使________________________。

（5）實驗后若量氣管中氣體的體積（已換算成標準狀況）為V（L），C中硝酸的物質的量為n mol，則用含n和V的式子表示m＝____________________________（結果可不必化簡）。

Answer 1

【答案】 C 打開a，通入足量N2，排凈裝置中的空氣，關閉a、b 向下 使甲、乙兩管液面在同一水平面上 (V－11.2n)/33.6n

【解析】（1）足量的Cu粉和適量的濃HNO3反應，開始發生反應Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑，有紅棕色的NO2氣體生成；隨著反應的進行，HNO3不斷消耗，HNO3的濃度逐漸降低而變成稀HNO3，發生反應3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑，產生的氣體為無色NO氣體，故由氣體發生裝置導出的氣體主要是NO、NO2組成的混合氣體，為了防止生成的NO被空氣中的O2氧化，所以反應開始前，應向裝置中通入N2，以驅趕其中的空氣，故發生裝置應選擇C。

（2）裝置中測定氣體體積的部分是利用氣體壓強關系，在有刻度的甲玻璃管中讀出氣體體積，反應中生成的氣體含有二氧化氮和一氧化氮，所以氣體需要通過水除去二氧化氮，導氣管應長進短出，所以裝置圖為：。

（3）為避免生成的一氧化氮氣體被空氣中的氧氣氧化，需要通入氮氣，把空氣趕凈，故第二步操作為：打開a，通入足量N2，排凈裝置中的空氣，關閉a、b。

（4）實驗前甲、乙兩管液面在同一水平面上，最后讀數時乙管的液面高于甲管的液面，為避免壓強造成的誤差，應向下移動乙管，使甲、乙兩管液面在同一水平面上。

（5）實驗后若量氣管中氣體的體積（已換算成標準狀況）為V（L），氣體為一氧化氮，物質的量為： =mol，C中硝酸的物質的量為n mol，是二氧化氮和水反應生成的，反應的化學方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以生成n mol硝酸需要NO2物質的量為1.5n mol，生成NO物質的量為0.5n mol；則銅與硝酸反應生成的氣體中，NO2物質的量為1.5n mol，NO物質的量為mol-0.5n mol；足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應生成的NO氣體和NO2氣體的物質的量之比（用m表示），為：(mol-0.5n mol)/1.5n mol=(V－11.2n)/33.6n。