题目

题型：不详难度：来源：

（14分）欲用浓硝酸法测定某铜银合金中铜的质量分数（测定反应后生成气体的量），但资料表明：①反应中除生成NO₂气体外还有少量NO生成；②常温下NO₂和N₂O₄混合存在，在低于0℃时，几乎只有无色的N₂O₄液体或晶体存在。为完成测定并验证确有NO生成，有人设计了如图所示的实验装置

（1）实验开始前要先打开A部分的活塞K₁，持续通一段时间的氮气再关闭K₁，这样做的目的是___。
（2）装置中B瓶的作用是                                 。
（3）A中的反应停止后，打开D中的活塞K₂，并通入氧气，若反应确有NO产生，则D中应出现的现象是__  __。
（4）为减少测量误差，在A中反应完成和D中出现现象后，还应继续进行的操作是         。
（5）C装置烧瓶中的物质是                ，用简单的实验证实你的判断：                 。
（6）实验已测出一定质量的铜银合金完全反应后E装置的生成物中含氮元素的质量，为确定合金中铜的质量分数还需测定的数据是____________________________。

答案

（14分）
（1）排尽装置中的空气，防止生成的NO被氧化      （2分）
（2）除去气流中的水蒸气    （2分）
（3）瓶内出现红棕色        （2分）
（4）打开K1、K2，再持续通入一段时间的氧气和氮气 （2分）
（5）液态或固态的N₂O（2分）
在通风橱从冰盐水中取出烧瓶，观察到烧瓶中液体或固体迅速消失，瓶中充满红棕色气体，证明烧瓶中物质是液态或固态N₂O₄（2分）
（6）C中圆底烧瓶在实验前后（增加）的质量（2分）

解析

本实验的目的有两个。一是验证反应中除生成NO₂气体外还有少量的NO生成，二是测定某铜银合金中铜的质量分数，解题时我们始终围绕这两个目的。
（1）要验证有NO生成，就必须要保证整个装置中没有氧气存在，否则即使生成NO，也会转变成NO₂，所以实验开始前要先打开A部分的活塞K1，持续通一段时间的氮气再关闭K₁，这样做的目的是排尽装置中的空气。
（2）装置中B瓶的作用是除去气流中的水蒸气
（3）检验NO的方法是将NO与O₂反应生成红棕色的NO₂，由于反应中本来就生成NO₂，所以必须将NO₂与NO分离，结合题目不难得到装置C的作用就是将NO₂转变成无色N₂O₄液体或晶体。A中的反应停止后，打开D中的活塞K₂，并通入氧气，瓶内出现红棕色，证明有NO有的生成
（4）为将装置系统内残留的气体全部排至E，故打开K1、K2，再持续通入一段时间的氧气和氮气
（5）装置C的作用就是将NO₂冷凝为无色N₂O₄液体或晶体，由于存在可逆反应2NO₂N₂O₄，故在通风橱从冰盐水中取出烧瓶，观察到烧瓶中液体或固体迅速消失，瓶中充满红棕色气体，即可证明
（6）要测定某铜银合金中铜的质量分数除知道铜银合金的质量外，还必须测得与铜银合金相关的另外一个量，方可列方程组求解。结合题意，可知方法为测出氮的氧化物的质量。由于氮的氧化物存在于C、E两个装置中，所以必须测出两个装置的质量变化，故还需要测定C中圆底烧瓶在实验前后（增加）的质量