Question

（2010?湖北模拟）某活动小组利用下图装置验证NO的还原性及探究工业生产硝酸的原理．
如何检查该装置气密性

关闭K₁、K₂，打开K₃，从滴定管上口加水，没过广口瓶①中长导管口，继续加水，使广口瓶①中长导管内外出现一段液柱，停止加水，静置一段时间后，若这段液柱不变，说明装置气密性好，反之，说明装置气密性不好

．
（一）向广口瓶①中通入NO并测定NO的体积
（1）通入NO前，向广口瓶①中加入水，让水充满广口瓶①，且调节滴定管中液面与①相平并记录滴定管的刻度．
（2）从导管a通入一定量的NO并准确测定通入NO的体积的主要操作：

关闭K₂，打开K₁、K₃，通入一定量的NO后，调整滴定管液面与①中液面相平，再次读取滴定管的刻度

；计算出通入的NO的体积为VmL（V＜50mL）．
（二）验证NO的还原性；探究工业生产硝酸的原理
（1）停止通入NO后关闭K₁、K₃，打开K₂，从导管b缓缓通入O₂，写出通入O₂过程中发生的化学反应方程式

2NO+O₂=2NO₂；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO

；
（2）继续通入O₂，打开K₃并及时调整滴定管③液面与广口瓶①中液面相平．
Ⅰ．当通入氧气的体积为

V

2

时，则广口瓶①的气体体积为

V

3

；
Ⅱ．当广口瓶①的气体体积为

V

2

，则通入氧气的体积可能为

5V

4

；

3V

8

．

Answer 1

分析：装置气密性的检验：设法使装置内外形成气压差是气密性检查的常用手段；
（一）（2）广口瓶①中压强均与外界相同，通过调节两端液面，到两端高度相同时再读取体积；
（二）（1）NO易与氧气反应生成红棕色的NO₂，NO₂又与水反应；
（2）Ⅰ．根据反应方程式4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃过量计算；
Ⅱ．先推断广口瓶①的气体成分，再根据过量金属推断通入氧气的量．

解答：解：关闭K₁、K₂，打开K₃，从滴定管上口加水，没过广口瓶①中长导管口，继续加水，使广口瓶①中长导管内外出现一段液柱，停止加水，静置一段时间后，若这段液柱不变，说明装置气密性好，反之，说明装置气密性不好，
故答案为：关闭K₁、K₂，打开K₃，从滴定管上口加水，没过广口瓶①中长导管口，继续加水，使广口瓶①中长导管内外出现一段液柱，停止加水，静置一段时间后，若这段液柱不变，说明装置气密性好，反之，说明装置气密性不好；
（一）（2）广口瓶①中压强均与外界相同，通过调节两端液面，到两端高度相同时再读取体积．具体操作为：关闭K₂，打开K₃，K₁，通入NO并调整滴定管液面与①中液面相平，再次记录滴定管刻度，
故答案为：关闭K₂，打开K₃，K₁，通入一定量的NO并调整滴定管液面与①中液面相平，再次读取滴定管刻度；
（二）（1）NO易与氧气反应2NO+O₂═2NO₂ 生成红棕色的NO₂，NO₂又与水反应3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，颜色变浅，
故答案为：2NO+O₂=2NO₂；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO； 
（2）Ⅰ．设

V

2

的氧气参加反应时，需要一氧化氮的体积为x，
4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃
4   3
x  

V

2

所以x=

2V

3

＜V，所以一氧化氮剩余，剩余的一氧化氮为V-

2V

3

=

V

3

，
故答案为：

V

3

；
Ⅱ．剩余的气体可能是氧气或一氧化氮，
①当剩余的气体为氧气时，一氧化氮不足量，以一氧化氮为标准进行金属，
设参加反应的氧气为Y，
4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃
4   3
V   Y
Y=

3V

4

，
所以通入的氧气体积为

3V

4

+

V

2

=

5V

4

，
②当剩余的气体为一氧化氮时，氧气的量不足，以氧气的量为标准进行计算，
参加反应的一氧化氮为V-

V

2

=

V

2

，
设参加反应的氧气为Z，
4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃
4   3

V

2

  Z
Z=

3V

8

故答案为：

5V

4

；

3V

8

．

点评：本题考查了物质的量的过量计算等知识点，难度较大，易错题是（二）（2）Ⅱ题，明确剩余气体的成分是解本题的关键；注意点是：为了较准确地测量气体的体积，读数应在保证内外气压相等的条件下，通过调节两端液面，到两端高度相同时再读取体积．