Question

某研究性學(xué)習(xí)小組在驗證銅銀合金與濃硝酸反應(yīng)中，除生成NO₂氣體外，還有少量的NO生成．查閱資料得知：常溫下NO₂與N₂O₄混合存在，在低于0℃幾乎只有無色的N₂O₄液體或晶體存在，為此他們設(shè)計了如圖所示的驗證實驗裝置（圖中已略去了不必要的裝置）

回答下列問題：
（1）寫出銅與硝酸反應(yīng)的可能的反應(yīng)的方程式

 

（2）實驗開始前要先打開A部分的活塞K₁，持續(xù)通一段時間氮氣再關(guān)閉活塞K₁，這樣作的目的是

 

，裝置B瓶的作用是

 

．
（3）A中的反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K₂再通入氧氣，若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生，則D出現(xiàn)的現(xiàn)象是

 

，實驗發(fā)現(xiàn)通入氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大的影響，為了便于觀察，通入的

 

（填“熱”或“冷“）氧氣．
（4）已知合金的質(zhì)量為a，且合金完全溶解，若還想測定銅的質(zhì)量分數(shù)，只需要利用A裝置中反應(yīng)后的溶液進行簡單的實驗操作，就可以達到實驗?zāi)康模�試簡述實驗過程：

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)銅和濃硝酸反應(yīng)過程中隨硝酸濃度變稀后銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮氣體；
（2）通入氮氣是排除裝置中的空氣，避免生成的一氧化氮氣體被氧化為二氧化氮；B裝置是利用濃硫酸的吸水性吸收氣體中的水蒸氣避免在C中 冷卻后水和二氧化氮反應(yīng)生成一氧化氮；
（3）一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮氣體；溫度高反應(yīng)速率快；
（4）銅銀合金和硝酸全部反應(yīng)生成銅鹽和銀鹽，利用A裝置中銀離子和氯離子形成的沉淀稱量計算得到合金中銅的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮，過程中隨硝酸濃度變稀后銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮氣體，反應(yīng)的可能化學(xué)方程式為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）通入氮氣是排除裝置中的空氣，避免生成的一氧化氮氣體被氧化為二氧化氮；B裝置是利用濃硫酸的吸水性吸收氣體中的水蒸氣避免在C中冷卻后水和二氧化氮反應(yīng)生成一氧化氮，
故答案為：排除系統(tǒng)的空氣，防止NO氧化為NO₂；吸收水蒸氣，防止水蒸氣在C中冷凝后與NO₂反應(yīng)產(chǎn)生NO；
（3）A中的反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K₂再通入氧氣，若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生，一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮氣體，通入氧氣溫度越高反應(yīng)速率越快，通入熱的氧氣，
故答案為：出現(xiàn)紅棕色氣體；熱；
（4）銅銀合金和硝酸全部反應(yīng)生成銅鹽和銀鹽，利用A裝置中銀離子和氯離子形成的氯化銀沉淀稱量，計算得到合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，
故答案為：在A中加入過量的Cl^-的溶液，過濾、洗滌、干燥并稱量沉淀的質(zhì)量．

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗設(shè)計，硝酸性質(zhì)的應(yīng)用，實驗步驟和產(chǎn)物性質(zhì)及其反應(yīng)現(xiàn)象是解題關(guān)鍵，題目難度中等．