Question

【題目】某實驗小組欲探究濃硝酸的性質。

Ⅰ.木炭與濃硝酸反應：

（1）甲同學設計了圖1裝置，認為若有紅棕色氣體產生就說明木炭與濃硝酸發生了反應。寫出木炭與濃硝酸反應的化學方程式________________________。

（2）乙同學認為紅棕色氣體不能作為木炭與濃硝酸反應的證據，其理由是____。

（3）乙同學設計了圖2裝置實驗，木炭能燃燒，并產生紅棕色氣體。針對該實驗現象，乙同學做出如下假設：

假設a：_____________________________；

假設b：紅熱木炭使HNO3分解產生NO2，NO2可能具有助燃性，木炭燃燒；

假設c：紅熱木炭使HNO3分解產生O2，木炭與O2反應燃燒；

假設d：紅熱木炭使HNO3分解產生NO2和O2，共同影響木炭的燃燒；

……

（4）設計實驗證明假設b成立，請將實驗方案補充完整。

①實驗方法：_________________。

實驗現象：木炭在該氣體中持續燃燒，火焰迅速變亮，集氣瓶中氣體顏色變淺直至無色，產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，且遇空氣不變色。

②根據實驗現象寫出木炭與此氣體反應的化學方程式________________。

Ⅱ.設計硝酸在不同條件下分解實驗，方案見下表：

裝置
操作 及 現象	先點燃ⅰ處酒精燈，溶液沸騰后沒有觀察到紅棕色氣體產生。然后撤走ⅰ處酒精燈，點燃ⅱ處酒精燈并加熱試管中部，很快看到大量紅棕色氣體產生	光照8小時，溶液不變黃	光照幾分鐘后看到液面上方出現紅棕色，溶液變黃

（5）分析上述現象，得出使硝酸成功分解的關鍵是_____________。

Answer 1

【答案】 C+4HNO3（濃） CO2↑+4NO2↑+2H2O 硝酸分解也能產生紅棕色NO2氣體 紅熱木炭直接和硝酸蒸氣反應 將紅熱的木炭伸入盛有NO2氣體的集氣瓶中 2NO2＋2C N2＋2CO2 光照或加熱硝酸蒸氣（或硝酸分子）分解

【解析】（1）木炭與濃硝酸反應產生紅棕色氣體二氧化氮，同時碳被氧化生成二氧化碳，反應的化學方程式為：C+4HNO3（濃） CO2↑+4NO2↑+2H2O；（2）硝酸分解也能產生紅棕色NO2氣體，故紅棕色氣體不能作為木炭與濃硝酸反應的證據；（3）加熱濃硝酸，硝酸上面的紅熱木炭能燃燒，并產生紅棕色氣體。故可能為：紅熱木炭直接和硝酸蒸氣反應；紅熱木炭使HNO3分解產生NO2，NO2可能具有助燃性，木炭燃燒；紅熱木炭使HNO3分解產生O2，木炭與O2反應燃燒；紅熱木炭使HNO3分解產生NO2和O2，共同影響木炭的燃燒；（4）①實驗方法：將紅熱的木炭伸入盛有NO2氣體的集氣瓶中；實驗現象：木炭在該氣體中持續燃燒，火焰迅速變亮，集氣瓶中氣體顏色變淺直至無色，產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，且遇空氣不變色。據此，反應的化學方程式為：2NO2＋2C N2＋2CO2；（5）根據設計實驗加熱硝酸溶液沸騰后，點燃ⅱ處酒精燈并加熱試管中部，很快看到大量紅棕色氣體產生，應該是加熱硝酸蒸氣或硝酸分子分解；光照一段時間，試管充滿硝酸蒸氣，再光照幾分鐘后看到看到液面上方出現紅棕色，溶液變黃，綜上得光照或加熱硝酸蒸氣（或硝酸分子）分解。