Question

某研究性學習小組的一個課題是“NO₂能否支持木條的燃燒？”由于實驗室中沒有現成的NO₂氣體，該小組的同學設計了兩個方案（忽略N₂O₄的存在，圖中鐵架臺等夾持儀器均已略去）：
Ⅰ．實驗裝置如下圖1所示

圖1                                     圖2
（1）濃硝酸受熱分解的化學方程式是                                。
（2）實驗開始后木條上的火星逐漸熄滅，有的同學得出“NO­₂不能支持木條的燃燒”的結論。你認為這一結論是否正確？      （填“正確”或“不正確），理由是              。
Ⅱ．實驗裝置如上圖2所示
（1）硝酸銅固體加熱分解的產物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，該反應的化學方程式是              。
（2）當集氣瓶中充滿紅棕色氣體時，木條復燃了，有的同學得出“NO₂能支持木條的燃燒”的結論。你認為這一結論是否正確？               （填“正確”或“不正確”），理由是                        。
Ⅲ．為了更直接說明“NO₂能否支持木條的燃燒”這一問題，請你重新設計一個簡單的實驗方案，簡述實驗原理和主要操作。

Answer 1

Ⅰ．（1）4HNO₃(濃)  4NO₂↑+O₂↑+2H₂O
（2）不正確，帶火星的木條熄滅可能是由于加熱時產生大量的水蒸氣所致。
II．（1）2Cu(NO₃)₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑
（2）正確，硝酸銅分解產生的混合氣體中氧氣的體積分數與空氣中氧氣的體積分數基本相同，若NO₂不支持燃燒，則木條不會復燃
III．用金屬銅與濃硝酸反應制取NO₂氣體，并用濃硫酸或無水氯化鈣進行干燥，再將帶火星的木條伸入二氧化碳中觀察現象

解析試題分析：Ⅰ．（1）濃硝酸具有不穩定性，加熱條件下能分解生成二氧化氮、氧氣和水，化學方程式為：4HNO₃(濃)  4NO₂↑+O₂↑+2H₂O；（2）該反應的反應條件是加熱，加熱過程中有水蒸氣生成，可能是大量水蒸氣導致木條熄滅，所以不正確。Ⅱ．（1）硝酸銅固體加熱分解的產物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，所以該反應的化學方程式是2Cu(NO₃)₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑；（2）2Cu(NO₃)₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑，該反應中氧氣占總氣體體積的四分之一．與空氣中氧氣的體積分數相近，若NO₂不支持燃燒，則木條不會復燃，根據實驗現象知，二氧化氮支持燃燒。答案為：正確，理由是硝酸銅分解產生的混合氣體中氧氣的體積分數與空氣中氧氣的體積分數基本相同，若NO₂不支持燃燒，則木條不會復燃。III．實驗流程可設計為：制取純凈干燥的二氧化氮氣體進行驗證從而得出結論。實驗方案為：用銅和濃硝酸反應制取二氧化氮氣體，用濃硫酸或無水氯化鈣干燥二氧化氮，然后再將帶火星的木條伸入二氧化氮中觀察現象，從而確定二氧化氮是否支持燃燒。答案為：用金屬銅與濃硝酸反應制取NO₂氣體，并用濃硫酸或無水氯化鈣進行干燥，再將帶火星的木條伸入二氧化氮中觀察現象．
考點：考查化學方程式的書寫、實驗方案的設計