Question

【題目】某校課外活動小組為了探討銅與硝酸的反應(yīng)設(shè)計了如下實驗。

（1）甲同學欲探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO，設(shè)計裝置如圖所示（加熱裝置和固定裝置均已略去）。圖中K為止水夾（處于關(guān)閉狀態(tài)），F是含有一半空氣的注射器。

請回答有關(guān)問題：

①裝置A中進行反應(yīng)時打開止水夾K，當裝置C中_________時，關(guān)閉止水夾K，試分析這樣操作的目的是________，A中反應(yīng)的離子方程式為______________。

②在完成①中的“操作”后，將裝置B中銅絲插入稀硝酸，并微熱之，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是__________________，B中反應(yīng)的離子方程式為____________________。

③為進一步證明產(chǎn)物是NO，將注射器F中的空氣推入E中，看到的現(xiàn)象是_________________。

④裝置G的作用是_____________________。

（2）同學們發(fā)現(xiàn)銅與稀、濃硝酸反應(yīng)所得溶液的顏色不同，并記錄如下：

將1 g細銅絲放入盛有10 mL的1 mol·L-1 HNO3溶液的試管中加熱	銅絲表面有無色氣體逸出，溶液變?yōu)樘焖{色
將1 g細銅絲放入盛有10 mL的14 mol·L-1HNO3溶液的試管中	產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液變?yōu)榫G色，綠色由深到淺，未見到藍色

有同學認為是銅與濃硝酸反應(yīng)的溶液中溶解了生成的氣體，也有同學認為是溶液中剩余硝酸濃度較大所致，同學們分別設(shè)計了以下4個實驗來判斷該看法是否正確，以下方案中可行的是（選填序號字母）____________。

a. 向上述綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化

b. 加水稀釋上述綠色溶液，觀察顏色變化

c. 向飽和的硝酸銅溶液中不斷滴加14 mol·L-1HNO3溶液

d. 向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，觀察顏色變化

Answer 1

【答案】 產(chǎn)生白色沉淀 利用生成的CO2將整個裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和O2反應(yīng)生成NO2，對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾 CaCO3 + 2H+ ＝ Ca2+ + CO2↑ + H2O 銅絲上產(chǎn)生氣泡，液面上仍為無色，溶液變?yōu)樗{色 3Cu + 8H+ + 2NO3- ＝ 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O 無色氣體變?yōu)榧t棕色 防倒吸 acd

【解析】（1）由實驗裝置及流程可知，A中發(fā)生硝酸與碳酸鈣的反應(yīng)生成二氧化碳，因燒瓶中有空氣，則生成的NO能與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，利用A裝置反應(yīng)生成的二氧化碳氣體趕凈裝置中的空氣避免對一氧化氮氣體檢驗的干擾；B中發(fā)生Cu與硝酸的反應(yīng)生成NO、硝酸銅，E中收集到無色氣體NO，利用F充入空氣，可檢驗NO的生成；C裝置可檢驗二氧化碳充滿B、E裝置；D裝置為尾氣處理裝置，吸收氮的氧化物，防止污染空氣。①裝置A中進行反應(yīng)時打開止水夾K，當裝置C中產(chǎn)生白色沉淀時，關(guān)閉止水夾K，這樣操作的目的是利用生成的CO2將整個裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和O2反應(yīng)生成NO2，對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾，A中反應(yīng)的離子方程式為CaCO3 + 2H+ ＝ Ca2+ + CO2↑ + H2O 。②在完成①中的“操作”后，將裝置B中銅絲插入稀硝酸，并微熱之，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是銅絲上產(chǎn)生氣泡，液面上仍為無色，溶液變?yōu)樗{色，B中反應(yīng)的離子方程式為3Cu + 8H+ + 2NO3- ＝ 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O。③為進一步證明產(chǎn)物是NO，將注射器F中的空氣推入E中，看到的現(xiàn)象是無色氣體變?yōu)榧t棕色。④裝置G的作用是防倒吸。（2）要證明是溶液中剩余硝酸濃度較大或是溶解了NO2導(dǎo)致裝置①中溶液顏色不同，一是可設(shè)計將溶解的NO2趕走（a方案）再觀察顏色變化，二是增大溶液中NO2濃度（d方案），通過觀察顏色變化可以判斷；三是向飽和的硝酸銅溶液中不斷滴加14 mol·L-1HNO3溶液（c方案）。故選a c d。