Question

下圖甲是課本中驗(yàn)證銅和濃硝酸反應(yīng)的裝置，乙、丙是師生對(duì)演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的裝置：
（1）寫(xiě)出銅和濃硝酸反應(yīng)的離子方程式

Cu+4H⁺+2NO₃^_=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O

．
（2）和甲裝置相比，乙裝置的優(yōu)點(diǎn)有

①可以控制反應(yīng)②吸收NO₂氣體，防止污染環(huán)境；

（3）為了進(jìn)一步驗(yàn)證NO₂和水的反應(yīng)，某學(xué)生設(shè)計(jì)了丙裝置，做實(shí)驗(yàn)時(shí)先關(guān)閉彈簧夾

c

，再打開(kāi)彈簧夾

a、b

，才能使NO₂氣體充滿②試管．
（4）當(dāng)氣體充滿②試管后，將銅絲提起與溶液脫離，欲使燒杯中的水進(jìn)入②試管應(yīng)如何操作

先關(guān)閉b，再關(guān)閉a，然后打開(kāi)c，用手捂�。�熱水、熱毛巾、加熱）試管②

．
（5）②試管中的NO₂和水充分反應(yīng)后，所得溶液物質(zhì)的量濃度的最大值是

1/22.4mol?L^-1或0.045mol?L^-1

（氣體體積按標(biāo)準(zhǔn)狀況計(jì)算）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水；
（2）根據(jù)反應(yīng)可控制，隨時(shí)可以停止；根據(jù)反應(yīng)無(wú)污染物
（3）根據(jù)此步驟是為了NO₂氣體充滿②試管；
（4）讓二氧化氮與水接觸發(fā)生反應(yīng)；
（5）根據(jù)NO₂和水反應(yīng)，設(shè)試管的容積為VL，求出溶質(zhì)的物質(zhì)的量及溶液的體積；

解答：解：（1）因銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^_=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）乙裝置能使反應(yīng)可控制，隨時(shí)可以停止，同時(shí)吸收NO₂氣體，防止污染環(huán)境，
故答案為：①可以控制反應(yīng)②吸收NO₂氣體，防止污染環(huán)境；
（3）為了NO₂氣體充滿②試管，應(yīng)先關(guān)閉c，然后打開(kāi)a、b，故答案：關(guān)閉c；a、b；
（4）為了讓二氧化氮與水接觸發(fā)生反，應(yīng)先關(guān)閉b，再關(guān)閉a，然后打開(kāi)c，用手捂�。�熱水、熱毛巾、加熱）試管②，故答案為：先關(guān)閉b，再關(guān)閉a，然后打開(kāi)c，用手捂�。�熱水、熱毛巾、加熱）試管②（合理答案均給分）；  
（5）設(shè)試管的容積為VL，根據(jù)NO₂和水反應(yīng)：3NO₂ +H₂O=2HNO₃ +NO
                                       

V

22.4

          

V

22.4

×

2

3

反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)HNO₃的物質(zhì)的量為 

V

22.4

×

2

3

mol，溶液的體積為V×

2

3

L，
所以溶液物質(zhì)的量濃度為：

1

22.4

mol?L^-1=0.045mol?L^-1，
故答案為：0.045mol?L^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了銅和濃硝酸的反應(yīng)，同時(shí)考查了溶液濃度的計(jì)算，培養(yǎng)了學(xué)生計(jì)算能力．