现要制取一些二氧化氮气体来做演示分子运动的实验。已知二氧化氮气体可以通过铜和浓硝酸反应Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O得到。二

现要制取一些二氧化氮气体来做演示分子运动的实验。已知二氧化氮气体可以通过铜和浓硝酸反应Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O得到。二

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现要制取一些二氧化氮气体来做演示分子运动的实验。已知二氧化氮气体可以通过铜和浓硝酸反应Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O得到。二氧化氮是一种红棕色的气体,密度比空气大,能和水反应生成HNO3和NO气体,NO和NO2都是大气污染物。现给出下列装置(A~F):

(1)写出二氧化氮和水反应的化学方程式______________________________________;
(2)制二氧化氮的发生装置可以选__________,收集二氧化氮的装置应该选_________;
(3)要得到干燥的二氧化氮可将其通过________________; E装置中NaOH溶液的作用是                    
(4)NO一遇到O2就会变成NO2,收集NO应用__________法;
(5)用如上图F装置演示分子运动时,为了缩短演示的时间,NO2最好放在__________(选填“上”或“下”)面的集气瓶中,另一瓶是空气,抽去两瓶之间的玻璃片,可以看到________________________________________________________________。
答案
(1) 3NO2+ H2O="==" 2HNO3+ NO     (2)B   E       (3)浓硫酸 消除NO2防止污染
(4)排水    (5)上上面集气瓶中红棕色气体向下面集气瓶扩散直到均匀混合
解析

试题分析:(1)根据题意,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,故反应的化学方程式为3NO2+ H2O=2HNO3+ NO。
(2)根据题意,“二氧化氮气体可以通过Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O制得”,即反应物的状态是固态和液态,反应条件是常温,故应选固-液不加热型的发生装置B;由于二氧化氮能和水反应,故不能用排水法收集;又由于二氧化氮的密度比空气大,故可用向上排空气法收集,但同时因为NO2是大气污染物,故要用E装置收集,氢氧化钠溶液可以吸收多余的二氧化氮,防止污染空气。
(3)由于浓硫酸具有吸水性,且不与二氧化氮反应,故可用来干燥二氧化氮;E装置中NaOH溶液的作用是吸收多余的二氧化氮。
(4)由于一氧化氮会与空气中的氧气发生反应,还会污染空气,故不能用排空气法收集,由于一氧化氮难溶于水,故可用排水法收集。
(5)一切物质的分子都在不停的运动,将密度大的气体放在上面,密度小的气体放在下面会加快分子运动的速度。
点评:本题的考查重点是,常用气体的发生装置和收集装置的选取方法,要学会根据反应物的状态和反应的条件选择发生装置,根据制取气体的溶解性和密度的大小选择收集气体的方法。
举一反三
下列有关实验现象的描述正确的是
A.铁丝在空气中燃烧时火星四射,有黑色四氧化三铁固体生成
B.铁钉与稀盐酸反应后溶液由无色变成了黄色
C.硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰
D.打开浓盐酸试剂瓶的瓶塞,瓶口上方出现大量白烟

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A是非金属,E是金属,B、C、D是化合物,它们之间有如下图所示的转化关系(反应条件已略去):

(1)在①②③④中,属于化合反应的是            (填序号)。
(2)反应①的化学方程式是                                                  
(3)在实验室里,反应①选择下图中的       (选填甲、乙、丙,下同)装置进行实验,反应②选择下图中的       实验。
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做完“铁在氧气里燃烧”实验后,某兴趣小组有一些疑惑不解的问题,于是他们进行了以下探究活动,请你一同参与。
[问题1] 细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”?
[查阅资料1]①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。 ②含碳细铁丝燃烧时,其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡,熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
[设计实验]为了探究细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因,该小组同学设计的实验方案是:取长短粗细相同的含碳细铁丝和不含碳的细铁丝,分别在足量的氧气中燃烧,观察现象。你认为他们的方案         (填“合理”或“不合理”)。
[实验探究1]小明做细铁丝在氧气中的燃烧实验时,他把细铁丝绕成螺旋状,一端系在一根铁丝上,另一端系上一根火柴。点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部(没有接触到细沙,如图所示),但不见铁丝燃烧,反复实验均未成功。

该同学认为可能导致失败的原因主要有三种:
A.铁丝表面有锈迹,影响了反应的进行;
B.点燃火柴后立即将它伸入瓶内,火柴燃烧消耗了氧气,不利于铁丝的燃烧;
C.火柴燃烧时有大量的热量放出,将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部,因热胀冷缩之故。瓶内氧气会膨胀逸出,使铁丝无法燃烧。
实验:根据以上假设,他对实验应作的相应改进为:
(1)         ;(2)          ;(3)            
[问题2]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢?
[查阅资料2] ①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种(FeO极易被氧化为Fe2O3);②铁的氧化物均能溶于酸的溶液。
[实验探究2]将冷却后的黑色物质碾碎,装入试管,加入_____溶液,观察到的现象是_____,说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。
[问题3]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?
[查阅资料3]①Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表:②Fe2O3高温时分解成Fe3O4
 
Fe3O4
Fe2O3

分解温度/℃
1538
1400

熔点/℃


1535
[理论探讨]
根据实验现象,并结合表中数据,可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_____之间,在此温度范围内Fe2O3已分解,所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe3O4
[拓展延伸]
(1)小林同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来,观察到火星四射,并有黑色固体生成,请写出该反应的化学方程式      
(2)Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体,请写出此反应的化学方程式__________;
(3)有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末,若粉末的颜色_____,就说明包装盒破损进气,这样售货员就能及时发现并处理。
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过氧化镁(MgO2)易溶于稀酸,溶于酸后产生H2O2。过氧化镁产品中常会混有少量MgO,实验室测定样品中过氧化镁的含量装置如右图。下列说法错误的是
A.稀盐酸中加少量FeCl3溶液的作用可能是作为H2O2分解的催化剂
B.分液漏斗与锥形瓶间的橡胶管仅有使液体顺利下滴的作用
C.实验结束,需冷却并将刻度管缓缓下移至两侧液面相平再读数
D.该测定还需要的数据是样品质量和此温度和压强下氧气的密度

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请根据下图回答问题:

(1)图中仪器的名称:①            ,②            
(2)实验室制取二氧化碳常选用的发生装置是        (填编号),写出其反应方程式                       ,实验前必须对该装置进行             操作。反应后,要得到氯化钙固体需要用到上述的    装置(填编号)。
(3)实验室用B装置制取氧气,所用的试剂是              ,其中收集装置应选用       (填编号);收集装置若选E,用排空气法收集气体,则气体应从    (填
“a”或“b”)端进入;E装置内装满水收集氧气时,还可用于测定气体的体积,此时氧气应由    (填“a”或“b”)进入E中。
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