(14分)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的,按下…——2009 高考化学第 11 题答案解析

2009_北京卷

2009 北京 第 11 题 解答题 区分题
2009_北京卷

11.(14分)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去).实验表明浓硝酸能将 $\mathsf { N O } ^ { \prime }$ 氧化成 ${ \mathsf { N O } } _ { 2 }$ ,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、3mo/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 ${ \mathsf { N O } } _ { 2 }$ 反应 $2 N O _ { 2 } + 2 N a O H = N a N O _ { 3 } + N a N O _ { 2 } + H _ { 2 }$ O

(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3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液

(2)滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后通入 $\underline { { \mathsf { C O } _ { 2 } } }$ 一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内

(3)装置①中发生反应的化学方程式是$\underline { { \mathsf { C u } } } + \underline { { 4 } } \mathsf { H N } \mathsf { O } _ { 3 } .$ (浓) $= C u ( N O _ { 3 } ) _ { 2 } + 2 N O _ { 2 } \uparrow + 2 H _ { 2 } O$

(4)装置②的作用是 将 $\underline { { \mathsf { N O } _ { 2 } } } .$ 转化为NO ,发生反应的化学方程式是 $3 N O _ { 2 }$ $+ H _ { 2 } O = 2 H N O _ { 3 } + N O$

(5)该小组得出的结论依据的试验现象是

装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色

(6)试验结束后,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.同学们分别涉及了一下4个试验来判断两种看法是否正确.这些方案中可行的是 acd (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入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化

参考答案

3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液

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这道题真正考什么?

关键能力
化学实验
难度
区分题

完整解析 · 逐步详解

【考点】EG:硝酸的化学性质;U2:性质实验方案的设计

【专题】17:综合实验题

【分析】(1)根据装置特点和实验目的判断;

(2)根据空气造成的影响确定如何实施操作;同时根据一氧化氮的性质判断装置⑤的操作;

(3)根据铜和浓硝酸的性质结合实验现象判断产物,从而确定反应方程式;

(4)根据二氧化氮的性质且能转化为一氧化氮选择试剂;根据实验现象结合二氧化氮的性质书写反应方程式;

(5)根据对比实验③、④的实验现象判断;

(6)根据是否改变溶液中硝酸铜的质量分数或溶解气体的浓度判断;

【解答】解:(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 ${ \mathsf { N O } } _ { 2 }$ 防止污染大气;因为要验证稀 ${ \mathsf { H N O } } _ { 3 } ,$ 不能氧化 $\mathsf { N O }$ ,所以装置③中应该盛放稀硝酸

故答案为:3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液;

> 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 ${ \bf \cal H N O } _ { 3 }$ 之前需要通入一段时间 ${ \mathsf { C O } } _ { 2 }$ 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 ${ \mathsf { N O } } ^ { \prime }$ 气体逸出

故答案为:通入 $\mathbf { \bar { \rho } } _ { C \mathbf { O } _ { 2 } }$ 一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内;

> ③ $\complement \mu$ 与浓 ${ \bf H N O } _ { 3 }$ 反应生成 ${ \mathsf { C } } { \mathsf { U } } { \mathsf { \Omega } } ( { \mathsf { N } } 0 _ { 3 } ) { \mathsf { \Omega } } _ { 2 } , { \mathsf { N } } { \mathsf { O } } _ { 2 } , { \mathsf { H } } _ { 2 } { \mathsf { O } }$

故答案为: $\mathsf { C u } ^ { + } 4 \mathsf { H N } \mathsf { O } _ { 3 }$ (浓) $\mathsf { \Lambda } = { \mathsf { C } } { \mathsf { u } } { \mathsf { \Lambda } } ( { \mathsf { N } } { \mathsf { O } } _ { 3 } ) { \mathsf { \Lambda } } _ { 2 } + 2 { \mathsf { N } } { \mathsf { O } } _ { 2 }$ ↑ $+ 2 H _ { 2 } O$

(4)装置②中盛放 ${ \sf H } _ { 2 } { \sf O }$ ,使 ${ \mathsf { N O } } _ { 2 }$ 与 ${ \sf H } _ { 2 } { \sf O } _ { \sf \cdot }$ 反应生成NO: $3 N O _ { 2 } + H _ { 2 } O = 2 H N O _ { 3 } + N O$ 故答案为:将 ${ \mathsf { N O } } _ { 2 }$ 转化为NO; $3 N O _ { 2 } + H _ { 2 } O = 2 H N O _ { 3 } + N O$

> ⑤NO通过稀 ${ \mathsf { H N O } } _ { 3 }$ 溶液后,若无红棕色 $. \mathsf { N O } _ { 2 } \mathsf { \bar { \Pi } }$ 产生,说明稀 ${ \mathsf { H N O } } _ { 3 }$ 不能氧化NO

,所以盛放稀 ${ \mathsf { H N O } } _ { 3 }$ 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 ${ \bf H N O } _ { 3 }$ ,若浓 ${ \bf { \cal H N O } } _ { 3 }$ 能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体故答案为:装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色;

(6)要证明是 ${ \sf C u } \mathrm { ~ \tiny ~ ( ~ N O _ { 3 } ) ~ }$ 浓度过高或是溶解了 ${ \mathsf { N O } } _ { 2 }$ 导致装置①中溶液呈绿色,一是可设计将溶解的 ${ \mathsf { N O } } _ { 2 }$ 赶走(a、c方案)再观察颜色变化,二是增大溶液中 ${ \mathsf { N O } } _ { 2 }$ 浓度(d方案),通过观察颜色变化可以判断

$$ { \sf a c d } $$

【点评】本题主要考查 ${ \mathsf { H N O } } _ { 3 }$ 的性质、属物质验证性实验设计,利用对比的方法判断硝酸的性质

物质验证性实验方案的设计如下:

结合已知的物质具有的性质,选择合适的试剂,设计具体实验方案验证物质是否具有该性质.对有毒气体要设计尾气处理装置,防止污染环境

✅ 来源:2009年 · 北京 · 2009_北京卷 · 第 11 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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