Question

【題目】實驗小組為驗證NO2與水反應的產物，用如圖所示裝置進行實驗（夾持裝置已略去，氣密性已檢驗）。

（實驗過程）

實驗步驟	實驗現象
Ⅰ.打開K1、K3、K5，關閉K2、K4，通入一段時間N2，關閉K1	——
Ⅱ.打開K2，放入足量濃HNO3，同時打開pH傳感器和NO3-傳感器，記錄數據	圓底燒瓶中反應劇烈，銅片逐漸溶解，溶液變為藍綠色， ；片刻后，三頸瓶內的導管口有氣泡冒出
III.5min后，打開K4，用注射器將少量空氣注入三頸瓶，關閉K4	三頸瓶內的氣體從無色變為淺紅棕色

步驟II中，傳感器記錄數據如圖所示：

（解釋及結論）

（1）NO2與水反應的離子方程式為___。

（2）步驟I中，通入N2的目的是___。

（3）將步驟II中圓底燒瓶內的實驗現象補充完整：___。

（4）該實驗驗證NO2與水反應產物的實驗證據包括___（填序號）。

A.圓底燒瓶中溶液變為藍綠色

B.三頸瓶內的氣體從無色變為淺紅棕色

C.pH傳感器記錄所得數據

D.NO3-傳感器記錄所得數據

（5）有同學認為該實驗不嚴謹，因為也可能導致傳感器所記錄的數據結果___。

Answer 1

【答案】3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO 排出裝置中的氧氣（空氣） 有紅棕色氣體生成 BCD 圓底燒瓶中濃硝酸的揮發

【解析】

打開K1、K3、K5，關閉K2、K4，通入一段時間N2，排出裝置中的氧氣（空氣）；打開K2，放入足量濃HNO3，打開pH傳感器和NO3-傳感器，銅與濃硝酸發生反應生成硝酸銅、二氧化氮和水；打開K4，用注射器將少量空氣注入三頸瓶，三頸瓶內的氣體從無色變為淺紅棕色的現象可知，二氧化氮與水反應生成一氧化氮和硝酸，生成的一氧化氮被氧氣氧化又生成了二氧化氮。

（1）NO2與水反應生成硝酸和一氧化氮，化學反應方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO，離子反應方程式為：3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO，故答案為：3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO；

（2）一氧化氮易被空氣中的氧氣氧化生成二氧化氮，所以通入N2排出裝置中的氧氣（空氣），故答案為：排出裝置中的氧氣（空氣）；

（3）步驟II中圓底燒瓶內銅與濃硝酸發生反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，所以溶液變為藍綠色，有紅棕色氣體生成，故答案為：有紅棕色氣體生成；

（4）A. 圓底燒瓶中銅與濃硝酸發生反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，溶液變為藍綠色說明生成硝酸銅，不能驗證NO2與水反應產物，A錯誤；

B. 三頸瓶內氣體從無色變為淺紅棕色，說明一氧化氮與氧氣反應生成了二氧化氮，能驗證NO2與水反應生成的產物，B正確；

C. pH傳感器是用來檢測被測物中氫離子濃度并轉換成相應的可用輸出信號的傳感器，隨著反應的進行，pH傳感器記錄所得數據表示，pH減小，酸性增強，能驗證NO2與水反應生成的產物，C正確；

D. 隨著反應的進行，NO3-傳感器記錄所得數據表示，NO3-的濃度增大，能驗證NO2與水反應生成的產物，D正確；故答案為：BCD；

（5）濃硝酸易揮發，該實驗不嚴謹，有可能導致傳感器所記錄的數據結構式圓底燒瓶中揮發出來的濃硝酸，故答案為：圓底燒瓶中濃硝酸的揮發。