Question

銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO，NO又被氧化成NO₂，對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察無(wú)色NO有干擾，過(guò)多的NO、NO₂又會(huì)污染環(huán)境．改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)符合綠色化學(xué)的思想．某興趣小組設(shè)計(jì)出下圖所示裝置置來(lái)改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化．
（1）實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒(méi)長(zhǎng)導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c．其目的是

 

．
（2）在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸，
c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）表中是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是

 

，理由是

 

．

方案	反應(yīng)物
甲	Cu、濃硝酸
乙	Cu、稀硝酸
丙	Cu、O2、稀硝酸

（4）該興趣小組還用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，操作步驟為

 

，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：硝酸的化學(xué)性質(zhì),實(shí)驗(yàn)裝置綜合

專題：元素及其化合物

分析：（1）依據(jù)裝置的氣密性檢查方法分析；
（2）濃硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水；
（3）方案③是利用銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，反應(yīng)過(guò)程中無(wú)污染氣體生成；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，把KMnO₄與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣通入KBr溶液中；c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色．

解答： 解：（1）實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒(méi)長(zhǎng)導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c．其目的是檢查裝置的氣密性，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）濃硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）方案①是銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，二氧化氮和水，有污染氣體生成，不能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念；方案②是稀硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅，一氧化氮和水，有污染氣體生成，不能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念；③是利用銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，反應(yīng)過(guò)程中無(wú)污染氣體生成，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念，
故答案為：③，不產(chǎn)生有污染的氮氧化合物，消耗硝酸量最少．解答：
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，利用KMnO₄與濃鹽酸反應(yīng)：2KMnO4KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
再利用產(chǎn)生的氯氣與KBr溶液反應(yīng)得到溴：Cl₂+2KBr=2KCl+Br₂，所以c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色，同時(shí)要注意尾氣吸收，
故答案為：把KMnO₄與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣通入KBr溶液中；c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了裝置氣密性檢查，主要是銅和稀硝酸，濃硝酸反應(yīng)的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．