【题目】某实验小组收集“铜与浓硝酸反应”生成的气体进行探究。试回答下列问题

(1)下图是“铜与浓硝酸反应”的实验装置

①指出装置中的错误_________________________。

②装置改进后，为了使生成的气体充满烧瓶，实验时先关闭弹簧夹_______，再打开弹簧夹________。

③当气体充满烧瓶后，___________________________，即可使反应停止。

(2)当烧瓶中充满红棕色的气体时停止实验，取下烧瓶，塞好橡皮塞。

①把烧瓶倒扣在装水的水槽中并打开烧瓶的橡皮塞，烧瓶中水面上升，根据化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO计算烧瓶中溶液的浓度是______mol/L(假设溶质未扩散到水槽，且当时条件下气体的摩尔体积为25L/mol)

②把烧瓶倒扣在装水的水槽中并打开烧瓶的橡皮塞，实验时发现烧瓶中液面上升几乎充满了整个烧瓶，产生这种现象的原因可能是收集的NO2中含有__________。

A.NO B.N2O4 C.O2 D.空气

③小组同学查阅资料发现，NO2溶于水时能生成硝酸和亚硝酸：2NO2+H2O=HNO3+HNO2，为了证明这是造成剩余气体少的主要原因，小组同学把烧瓶中的溶液滴加高锰酸钾溶液，发现高锰酸钾溶液褪色，写出高锰酸钾溶液褪色的离子方程式____________________________。

(3)HNO2是一种不稳定易分解的弱酸：Ⅰ.2HNO2=NO↑+NO2↑+H2O，Ⅱ.3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O。为了探究不同温度、浓度下亚硝酸的分解产物，小组同学进行如下实验：

第一步：配制1mol/LNaNO2溶液100mL(标为溶液A)。

第二步：取溶液A分别加水稀释为0.5mol/L、0.2mol/L、0.1mol/L的溶液，依次标为溶液B、C、D。

第三步：分别取两滴管溶液A~D溶液于试管中，塞上橡皮塞后置于不同温度的水中加热5min，再加入一滴管10mol/LH2SO4溶液并立即塞紧橡皮塞，观察生成气体的颜色

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无色

水浴温度/℃

A

B

C

D

沸水浴

红棕色

红棕色

红棕色

红棕色

80-70

红棕色

红棕色

红棕色

无色

50-40

红棕色

仅液面上红棕色

无色

无色

20-10

仅液面上红棕色

无色

无色

①第一步实验要用到玻璃仪器有：烧杯、100mL容量瓶、玻璃棒和___________。

②用NaNO2溶液加硫酸而不直接用HNO2溶液的原因是______________。

③通过实验现象得出结论：____________条件下，亚硝酸按反应Ⅰ发生分解。

参考答案：

【答案】烧瓶中的导管短进长出 c a和b 将铜丝提起与溶液脱离 0.04 C 5HNO2+2MnO4-+H+==5NO3-+2Mn2++3H2O 胶头滴管 HNO2不稳定，易分解 浓度大，温度高时

【解析】

(1) ①二氧化氮的密度大于空气，装置中烧瓶中的导管短进长出，无法收集到气体；

②若要让NO2充满烧瓶，需要关闭弹簧夹c、打开弹簧夹a和b；

③当气体充满烧瓶后，将铜丝提起与溶液脱离，即可使反应停止；

(2) ①根据化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO，设二氧化氮的体积为VL，则物质的量为，生成的HNO3为0.04Vmol×，所得溶液的体积为VL，故烧瓶中溶液的浓度是=0.04mol/L；

②A.NO不溶于水，不能使烧瓶中液面上升到几乎充满整个烧瓶，选项A错误；

B.N2O4与二氧化氮一样均能与水反应生成不溶于水的一氧化氮，不能使烧瓶中液面上升到几乎充满整个烧瓶，选项B错误；

C.二氧化氮与水反应生成的一氧化氮又与O2反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成NO，最后可完全转化为硝酸，能使烧瓶中液面上升到几乎充满整个烧瓶，选项C正确；

D.空气中的氮气不溶于水，不能使烧瓶中液面上升到几乎充满整个烧瓶，选项D错误；

答案选C；

③高锰酸钾溶液酸性条件下被亚硝酸还原而褪色，根据氧化还原反应原理可得反应的离子方程式为5HNO2+2MnO4-+H+=5NO3-+2Mn2++3H2O；

(3)①第一步实验为配制1mol/LNaNO2溶液100mL，要用到玻璃仪器有：烧杯、100mL容量瓶、玻璃棒和胶头滴管；

②用NaNO2溶液加硫酸而不直接用HNO2溶液的原因是HNO2不稳定，易分解；

③通过实验现象得出结论：浓度大，温度高时，亚硝酸按反应Ⅰ发生分解生成红棕色的NO2。

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