Question

【題目】某課外活動小組為了探究木炭與濃硝酸反應后的氣態生成物，設計如下實驗。

（1）甲同學設計實驗如圖甲。

紅熱木炭未進入試管前，濃硝酸上方并無明顯變化。當如圖甲連接實驗后，濃硝酸液面上方有明顯的紅棕色氣體產生，且沾有澄清石灰水的玻璃片出現渾濁，后渾濁消失。

①液面上方出現紅棕色氣體，說明濃硝酸具有________（填選項字母）。

a．酸性 b．揮發性 c．不穩定性

②沾有澄清石灰水的玻璃片出現渾濁，________（填“能”或“不能”）說明木炭與濃硝酸發生了反應，是因為________。

（2）乙同學設計實驗如圖乙。

如圖乙連接實驗后，濃硝酸液面上方有明顯的紅棕色氣體產生，且沾有澄清石灰水的玻璃片無明顯變化。沾有澄清石灰水的玻璃片無明顯變化，________（填“能”或“不能”）說明木炭與濃硝酸未反應，是因為________。

（3）丙同學克服了甲、乙同學設計上的缺點，設計實驗如圖丙。已知酸性高錳酸鉀能將NO、NO2 氧化成 NO3-，MnO4- 被還原為 Mn2＋。

①如圖連接裝置后，需進行的實驗操作為________；加熱木炭與濃硝酸前需先通一段時間N2，目的為________________。

②裝置A中木炭與濃硝酸反應的化學方程式為_________________________。

③能證明木炭被氧化的實驗現象為________________________________________。

④D 裝置中發生反應的離子方程式為________________________________。

Answer 1

【答案】bc 不能 木炭與空氣中的氧氣反應也能生成二氧化碳，使澄清石灰水變渾濁 不能 揮發出的硝酸和生成的NO2消耗了石灰水 檢查裝置氣密性 將裝置中的空氣排盡 C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O C中石灰水變渾濁 5NO+3MnO4-+4H+=5 NO3-+3Mn2++2H2O

【解析】

（1）①木炭未伸入濃硝酸中，液面上方出現紅棕色NO2氣體，說明試管內有硝酸蒸氣；NO2氣體可能是由硝酸分解產生；②木炭與氧氣、木炭與濃硝酸，都能反應生成二氧化碳，沾有澄清石灰水的玻璃片出現渾濁，只能證明有二氧化碳生成；

（2）揮發出的硝酸和反應生成的NO2都能與石灰水反應；

（3）進入B中的硝酸被水吸收、NO2與水反應生成NO和硝酸，進入C中的氣體只有NO和CO2，NO與石灰水不反應；NO進入D被高錳酸鉀溶液吸收。

（1）①木炭未伸入濃硝酸中，液面上方出現紅棕色NO2氣體，說明試管內有硝酸蒸氣，證明濃硝酸具有揮發性；NO2氣體可能是硝酸分解產生，證明濃硝酸具有不穩定性，故選bc；②木炭與空氣中的氧氣反應也能生成了二氧化碳，所以沾有澄清石灰水的玻璃片出現渾濁，不能證明木炭與濃硝酸發生了反應；

（2）揮發出的硝酸和反應生成的NO2都能與石灰水反應消耗石灰水，所以沾有澄清石灰水的玻璃片無明顯變化，不能證明木炭與濃硝酸未反應；

（3）①涉及氣體制備的實驗要檢驗裝置氣密性，所以連接裝置后，需進行的實驗操作為檢查裝置氣密性；為防止空氣對實驗的干擾，加熱木炭與濃硝酸前需先通一段時間N2，將裝置中的空氣排盡。

②木炭與濃硝酸反應生成二氧化碳、二氧化氮、水，反應的化學方程式為C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。

③若石灰水變渾，可證明木炭被氧化為二氧化碳，所以能證明木炭被氧化的實驗現象為C中石灰水變渾濁。

④D裝置中NO被氧化為NO3-，MnO4-被還原為Mn2+,發生反應的離子方程式為5NO+3MnO4-+4H+=5 NO3-+3Mn2++2H2O。