Question

为了证明NO可以与O₂和H₂O共同反应生成HNO₃，某学生设计了下图装置。

按如下实验步骤进行实验：

①检查装置气密性。

②在中间四通直管中装入一定量的水，并向左、右两侧试管及分液漏斗中加入图示试剂。

③将铜丝插入稀硝酸，开始反应，一段时间后再将铜丝从溶液中抽出。

④打开分液漏斗活塞，在试管中加入少量水，再立刻关闭。

⑤滴入几滴石蕊试液。

请你参与帮助解答以下问题：

（1）步骤①中，如何检查该装置的气密性？________________________________________。

（2）步骤③中，当铜丝插入稀硝酸时，观察到的主要现象有：_______________________。

（3）步骤④中，中间四通直管中的水面将如何变化_____________________________，写出此时变化的反应方程式：___________________________________________________。

（4）加入石蕊试液的作用是________________________________________________。

Answer 1

解析：进行装置气密性的检查时，必须在装置中没有药品的情况下进行（空载），但在检查时可以向装置中加入水。当将铜丝与稀硝酸接触时，产生了无色气体NO，整个装置中气体压强增大，除了考虑左边有无色气体产生和溶液变蓝外，还要考虑因气体压强增大时，中间管内液面高度发生变化。此时如右边管内产生了氧气，在开始产生氧气的一段时间内，因NO、H₂O和O₂三者还没来得及发生反应，整个装置中的压强是增大，但随后三者发生了化学反应，生成HNO₃，装置中压强又变小了。滴加石蕊，溶液中因有HNO₃而呈酸性，石蕊是变红了，但如HNO₃达到一定浓度，因HNO₃有氧化性，而使石蕊褪色。

答案：（1）打开分液漏斗活塞并取下上面塞子，压挤胶头滴管使其成“瘪”状，同时立刻关闭漏斗上活塞，若胶头滴管橡胶头一段时间内仍呈“瘪”状，表示气密性良好（其他合理的答案也行）

（2）试管内先有红棕色气体，后又逐渐变为无色；试管中的液体由无色逐渐变蓝色；中间直管中的液面起初略为上升，后开始下降

（3）产生O₂开始阶段，液面下降，随后再上升  4NO + 3O₂+2H₂O══4HNO₃

（4）检验是否有酸生成