某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。

某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。

甲同学设计了图1装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。

(1)乙同学认为甲同学的结论是错误的，他的理由是____________________ ________(用化学方程式表示)，所以他认为应该检验________(填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸发生了反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0 ℃时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图2所示。

(2)为了减少干扰，对于A装置有下面4种操作方案，其中最合理的是(填写数字序号)________。

①将炭与浓硝酸一同放在装置中加热；

②先加热浓硝酸，然后将炭投入其中；

③先加热炭，再加入冷浓硝酸；

④先加热炭，再将炭投入冷浓硝酸中。

(3)请用平衡移动原理解释B装置的作用

_______________________________________________________ _________________________________________。

(4)C装置中出现的现象是______________，经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO－3形式存在，写出生成该离子的化学方程式_________________。

解析 (1)该反应是在加热的条件下进行的，而加热时浓硝酸也能分解产生红棕色的NO 2气体；要验证碳与浓硝酸反应的进行，需要检验氧化产物CO 2；(2)为防止浓硝酸分解应该是先加热炭，再将炭投入冷浓硝酸中；(3)因存在：2NO 2N 2O 4平衡体系，该过程是放热的，用冰水冷却，降低温度促进N 2O 4液化，使平衡右移，从而除去混合气体中的NO 2。(4)得到的CO 2和氢氧化钡作用生成难溶的BaCO 3，故C 中出现白色沉淀。因为C 中的氮元素以NO －

3形式存在，所以，必然有氧气参与了反应，其生成该离子的方程式为：

4NO 2＋O 2＋2Ba(OH)2===2Ba(NO 3)2＋2H 2O 。

答案 (1)4HNO 3=====△4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O CO 2

(2)④

(3)因存在平衡体系：2NO 2N 2O 4，降低温度N 2O 4液化，使平衡右移，从而除去混合气体中的NO 2

(4)溶液变浑浊(或产生白色沉淀

)

4NO2＋O2＋2Ba(OH)2===2Ba(NO3)2＋2H2O