Question

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________________________________________________________________。

Answer 1

(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

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。