Question

11．化學(xué)實(shí)驗(yàn)要符合“綠色化學(xué)”理念．某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)“銅與濃硝酸反應(yīng)”進(jìn)行了探究性實(shí)驗(yàn)．試回答下列問題：

（1）寫出銅和濃硝酸反應(yīng)的離子方程式：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2H₂O+NO₂↑
（2）與裝置Ⅰ相比，裝置Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是無氮的氧化物逸出，可避免環(huán)境污染，裝置Ⅲ除具有裝置Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是可使反應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行，隨時(shí)停止．
（3）在裝置Ⅲ中，若使NO₂氣體充滿燒瓶，應(yīng)先關(guān)閉彈簧夾c，再打開彈簧夾ab；當(dāng)氣體充滿燒瓶后，將銅絲提起，然后把a(bǔ)、b、c都關(guān)閉，并把燒瓶置于沸水中，下列情況不變的是BD．
A．顏色  B．質(zhì)量  C．氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量  D．密度  E．壓強(qiáng)
（4）為了驗(yàn)證NO₂與水的反應(yīng)，欲使燒杯中的水進(jìn)入燒瓶的操作是關(guān)閉a和c，打開b，對(duì)燒瓶進(jìn)行水浴加熱，待氣體不再放出時(shí)關(guān)閉b，停止加熱，打開c．

Answer 1

分析 （1）銅和足量濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和二氧化氮和水；
（2）對(duì)生成的氮氧化物吸收防止污染空氣，裝置Ⅲ無污染，隨時(shí)進(jìn)行和停止；
（3）在裝置Ⅲ中，若使NO₂氣體充滿燒瓶應(yīng)關(guān)閉c，打開ab，過量二氧化氮可以被氫氧化鈉溶液吸收；
根據(jù)此步驟是為了NO₂氣體充滿②試管；根據(jù)存在反應(yīng)2NO₂?N₂O₄是化學(xué)平衡，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析；
（4）驗(yàn)證NO₂與水的反應(yīng)，欲使燒杯中的水進(jìn)入燒瓶，需要讓二氧化氮與水接觸發(fā)生反應(yīng)．

解答 解：（1）銅和足量濃硝酸反應(yīng)的離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2H₂O+NO₂↑；
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2H₂O+NO₂↑；
（2）乙裝置能吸收NO₂氣體，所以無氮的氧化物逸出，可避免環(huán)境污染；C裝置能控制反應(yīng)，可使反應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行，隨時(shí)停止，
故答案為：無氮的氧化物逸出，可避免環(huán)境污染；可使反應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行，隨時(shí)停止；
（3）為了NO₂氣體充滿②試管，應(yīng)先關(guān)閉c，然后打開a、b，
在25度時(shí)試管中的二氧化氮會(huì)轉(zhuǎn)化為四氧化二氮，2NO₂（g）?N₂O₄（g）（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)），若把試管置于100度的沸水中．
A．由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，置于100℃的沸水中，平衡會(huì)逆向移動(dòng)，NO₂增多，那么顏色會(huì)變深，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，物質(zhì)的總質(zhì)量不變，故B正確；
C．二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，氣體的總質(zhì)量不變，物質(zhì)的量改變，所以平均摩爾質(zhì)量改變，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，物質(zhì)的總質(zhì)量不變，試管的容積不變，所以氣體的密度始終不變，故D正確；
E．二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，氣體的物質(zhì)的量改變，所以壓強(qiáng)改變，故E錯(cuò)誤；
故答案：c；ab；BD．
（4）為了讓二氧化氮與水接觸發(fā)生反，關(guān)閉a和c，打開b，對(duì)燒瓶進(jìn)行水浴加熱，待氣體不再放出時(shí)關(guān)閉b，停止加熱，打開c，
故答案為：關(guān)閉a和c，打開b，對(duì)燒瓶進(jìn)行水浴加熱，待氣體不再放出時(shí)關(guān)閉b，停止加熱，打開c．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氮氧化合物的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)，難度中等，易錯(cuò)題是（3）題，容易忽略二氧化氮和四氧化二氮之間的轉(zhuǎn)化，溫度對(duì)該反應(yīng)的影響，錯(cuò)誤的認(rèn)為二氧化氮和沸水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，導(dǎo)致選擇錯(cuò)誤．