Question

NO、NO₂等氮氧化物是大气污染物之一．NO₂是火箭燃料中常用氧化剂．NO是人体中一种传递神经信息的“信使分子”．

（1）实验室可用铜和不同浓度的硝酸制取NO和NO₂．如图1中可选用的发生装置是

 

（填字母）．
（2）实验室常用65%浓硝酸（密度为1.40g/cm³）的物质的量浓度是

 

；制备NO时，需用浓硝酸配制体积比浓度为1：4的稀硝酸，需用定量仪器是

 

．
（3）有学生设计如图2装置做铜与浓、稀硝酸反应实验．
a．实验时，先将一端绕成螺旋状的铜丝插入橡皮塞，再将两针头穿过橡皮塞，针头露出尖端．
b．从仪器C处注入浓硝酸直到左侧液面接近铜丝下端时停止加入．
c．注射器A中预先吸入6mL蒸馏水，注射器B的活塞挤到底，排尽空气，再将两支注射器插在针头上，如图2装配．
请回答下列问题：
①仪器C的名称是

 

．
②使浓硝酸与铜丝接触发生反应的操作方法是

 

；反应时现象为

 

．
③将注射器A中蒸馏水注入D中，再使酸液与铜丝接触反应，此时反应离子方程式是：

 

．
（4）氮氧化物（NO_x）是目前大气污染治理的难题．
①选择性催化还原法是在催化剂条件下，用NH₃使NO_x转化为N₂．写出反应化学方程式：

 

．
②炽热碳还原法是利用碳质固体还原NO_x．主要基于下列反应：C+2NO→CO₂+N₂，2C+2NO₂→2CO₂+N₂．清华大学有关研究表明，650℃～850℃时，NO_x能够被木炭、无烟煤、焦炭等碳质固体还原，在所研究的NO_x浓度下，还原率在99%左右．两者相比，分析炽热碳还原法的优缺点：优点是

 

；缺点是

 

．

Answer 1

分析：（1）金属铜和硝酸之间反应不需要加热，硝酸具有挥发性，要采用分液漏斗；
（2）根据质量分数和物质的量浓度之间的关系来计算，量取一定体积的液体可以采用量筒；
（3）①根据装置的特点来确定其名称；
②根据气压原理来回答；根据金属铜和硝酸之间反应生成硝酸铜，二氧化氮以及水来回答反应现象；
③金属铜和稀硝酸之间反应生成硝酸铜、一氧化氮以及水；
（4）①NH₃能使NO_x转化为N₂和水，根据化学方程式的书写知识来回答；
②对比两个化学反应的特点得出结论．

解答：解：（1）金属铜和硝酸之间反应不需要加热，并且硝酸具有挥发性，要采用分液漏斗，固体颗粒和液体之间的反应可以采用启普发生器来制取气体，
故答案为：ac；
（2）根据质量分数和物质的量浓度之间的关系c=

1000ρ×w%

M

=

1000×1.40×65%

73

≈12.5mol/L，用浓硝酸配制体积比浓度为1：4的稀硝酸，需要用量取一定体积的浓硝酸，
故答案为：12.5mol/L；量筒；
（3）①根据装置的特点，c的名称是干燥管，
故答案为：干燥管；
②根据气压原理，用B注射器活塞往外拉，抽取D中的空气，减小压强，可以将金属铜丝和硝酸之间接触，金属铜和硝酸之间反应生成硝酸铜，二氧化氮以及水，现象是溶液变为蓝色，铜丝表面有气泡，产生红棕色气体，D中液面下降，C中液面上升，
故答案为：将B注射器活塞往外拉，抽取D中的空气；溶液变为蓝色，铜丝表面有气泡，产生红棕色气体，D中液面下降，C中液面上升；
③将注射器A中蒸馏水注入D中，硝酸变稀，金属铜和稀硝酸之间反应生成硝酸铜，一氧化氮以及水，反应的实质是：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）①NH₃能使NO_x转化为N₂和水，化学方程式为4xNH₃+6NO_x═6xH₂O+（2x+3）N₂，
故答案为：4xNH₃+6NO_x═6xH₂O+（2x+3）N₂；
②对比两个化学反应C+2NO→CO₂+N₂，2C+2NO₂→2CO₂+N₂，炽热碳还原法避免催化剂中毒，并且碳质固体价格比较便宜、NO_x的还原率高，但是该方法煤耗量大且产生大量温室气体二氧化碳，
故答案为：避免催化剂中毒（碳质固体价格比较便宜；NO_x的还原率高）；煤耗量大且产生大量温室气体二氧化碳．

点评：本题考查学生氮的化合物的性质以及对环境的影响知识，属于综合知识的考查，难度大，综合性强．