Question

(07年重慶卷)（16分）某興趣小組設計出題27圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應”實驗，以探究化學實驗的綠色化。

 

 

 

（1）實驗前，關閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導管口，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2 mL濃硝酸。c中反應的化學方程式是_____  。再由a向c中加2 mL蒸餾水，c中的實驗現(xiàn)象是__________   。

（3）題27表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學理念的最佳方案是________  。理由是_____________。

（4）該小組還用上述裝置進行實驗證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂。操作步驟為            ，實驗現(xiàn)象為             ；但此實驗的不足之處是                 。

 

Answer 1

答案：（1）檢查裝置氣密性。

（2）Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O

反應變緩，氣體顏色變淡。

（3）丙；耗酸量最少，無污染。

（4）向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO₄，由a向c中加入濃鹽酸；c中有黃綠色氣體產生，d中溶液變?yōu)辄S棕色；沒有處理尾氣。

解析：（1）根據(jù)題目的敘述可以知道，這樣操作的目的是檢驗裝置的氣密性，按題目所述若d試管內有氣泡，且冷卻后導管中有一段水柱，說明氣密性良好。

（2）c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸時發(fā)生反應為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；若再由a向c中加2 mL蒸餾水，濃硝酸的濃度變小，所以反應變得緩慢、產生的氣體顏色變淺。

（3）甲方案制取硝酸銅的反應方程式為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，乙方案制取硝酸銅的反應方程式為3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，丙制取硝酸銅的反應方程式為2Cu＋O₂＋2HNO₃=2Cu(NO₃)₂。比較這三種方案的化學方程式可以發(fā)現(xiàn)均制取1mol Cu(NO₃)₂時消耗硝酸的量分別為4mol 、mol 、1mol ，丙方案消耗的硝酸的量最少且不產生污染。

（4）若用上述裝置進行實驗證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律可以得出應先用KMnO₄制Cl₂，再用Cl₂制Br₂。所以實驗的操作步驟為向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO₄，由a向c中加入濃鹽酸；其中實驗的現(xiàn)象為c中有黃綠色氣體產生，d中溶液變?yōu)辄S棕色。但是由于Cl₂和Br₂均為有毒的氣體，所以需要尾氣處理。

高考考點:實驗的基礎知識、實驗的設計和評價。

易錯提醒:對于氣密性的檢驗方法不會而導致第（1）題弄錯；語言組織能力較差導致第（3）、（4）題的回答不標準，回答不到點上。

 

備考提示:新情景實驗、綜合試驗、試驗設計為三位一體的關系――基解決較為陌生、綜合程度高、能力要求全面的復雜實驗題。題中的新情景往往是那些易于為學生所接受的知識，具有指令性強的特點，此類題目從操作、藥品、儀器、縣鄉(xiāng)、數(shù)據(jù)處理、實驗評價諸多方面進行挖掘。這實驗題在歷年高考中均有出現(xiàn)，在備考復習時除應對實驗基礎知識熟練掌握外，還應對涉及一些綜合性較強的實驗習題，當然也不能忽略以教材試驗為基礎的優(yōu)化重組實驗。