(13分)某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与Cu、Ag合金的反应过程中除生成NO2气体外，还会有少量NO生成、并测定Cu、Ag合金中Cu的质量分数。查阅相关资料表明：“常温下，NO2与N2O4混合存

Question

(13分) 某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与Cu、Ag合金的反应过程中除生成NO₂气体外，还会有少量NO生成、并测定Cu、Ag合金中Cu的质量分数。查阅相关资料表明：“常温下，NO₂与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”。为此，他们设计了如下图所示的装置。回答下列问题:

（1）写出A中Cu与HNO₃反应可能的离子方程式                            。 

（2）实验前先打开A部分的活塞K₁，持续通一段时间的氮气再关闭K₁，其目的是          ；装置中B瓶的作用是                                          。

（3）停止反应后，打开D中的活塞K₂并通入O₂，若有NO生成，则D中出现的现象是                                ；实验发现，通入的O₂温度高低对实验现象有较大影响，为便于观察应通入（填“热”或“冷”）       的O₂。

（4）实验测得如下数据：实验前，Cu、Ag合金的质量：15.0g，浓HNO₃：40mL 13.5 mol·L^-1；实验后A溶液：V＝40mL  c(H⁺)＝1.0 mol·L^-1。假设反应中HNO₃ 既无挥发也无分解，则：①参加反应的HNO₃的物质的量为            mol      

②若已测出反应后E装置的生成物中含氮元素的质量m克，则为确定合金中Cu的质量分数还需测定的数据是                               ，若测得该数据为n 写出合金中铜的质量（设为x克）的求算式子（只需列式子，不需解方程）                       。

（5）为减小上述实验误差，在D中观察到实验现象后还须进行的操作是                 。

（6）若已知Cu、Ag合金的质量为m g，且溶解完全。只利用A装置中反应后的溶液进行简单的操作，也可以确定合金中Cu的质量分数，其实验操作过程为

                                                                      。

 

Answer 1

（1）Cu+4H⁺+ 2NO₃^－＝Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O  （1分）

3Cu+8H⁺+ 2NO₃^－＝3 Cu²⁺+2NO↑+4H₂O  （1分）

（2）把装置中的空气赶走，防止NO被氧化为NO₂

（1分）干燥反应中生成的气体（1分）

（3）无色气体变为红棕色（1分）   热（1分）   （4）① 0.5（1分）

②C中烧瓶在实验前后增加的质量 （1分）

2x/64+(15-x)/108=3m/14+n/46或2x/64+(15-x)/108=0.5- m/14-n/46 （2分）

（5）打开K₁、K₂持续通入一段时间的N₂和O₂（1分）(不写N₂不给分)

（6）在A中加入过量含Cl溶液，过滤后将沉淀洗涤、干燥，最后称取沉淀的质量（2分）

(不写过量扣1分，不写洗涤干燥扣1分)