Question

某課外活動小組用注射器作反應器，對銅與稀硝酸反應的實驗進行了創(chuàng)新設計。根據實驗操作回答有關問題（假定實驗在標準狀況下進行，空氣中N₂和O₂的體積之比為4∶1）：
（1）圖示是一支規(guī)格為50mL的注射器（活塞與針筒間的潤滑性良好），在注射器中加入48mg銅片，然后拔出針頭，在安針頭處套上軟膠管。
（2）先抽取少量6mol/L的稀HNO₃，并立即排至廢液缸中，目的是___________。
（3）再抽取10mL6mol/L的稀HNO₃，把彈簧夾夾在軟膠管上，反應開始時緩慢，然后逐漸加快。預期在注射器中可觀察到哪些現(xiàn)象？請依次寫出。
（4）反應完畢后，打開止水夾，立即將活塞拉至36.2mL處，夾好彈簧夾，觀察到_______，輕搖注射器幾下，靜置，又觀察到_______、________；重復以上操作幾次，至針筒內最后無NO為止。針筒內溶液中c（NO_３^-）為_______，c（H⁺）為________。共抽入空氣體積至少為______。

Answer 1

見解析
【試題分析】
解析：本題是對銅與硝酸反應實驗的創(chuàng)新設計，也是對思維能力的創(chuàng)新考查。在回答實驗現(xiàn)象時要敘述完整，注意思維的有序性；在進行計算時要抓住物質的量的關系，注意思維的深刻性。
（2）其目的是為了排除注射器內殘留的少量空氣。
（3）首先分析反應的化學方程式，再聯(lián)想實驗情景進行推理回答：①銅片表面有氣泡逸出，針筒內聚集無色氣體；②溶液由無色變?yōu)樗{色；③由銅與硝酸反應的物質的量判斷硝酸過量知：銅片全部溶解；④通過計算48mg銅片完全反應產生難溶于水的NO11.2mL知：活塞自動移到刻度約21.2mL處。
（4）NO被吸入的空氣氧化為紅棕色的NO₂，紅棕色的NO₂與水反應又變?yōu)闊o色。已知：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，氣體體積共減少7mL（15mL空氣中約有3mLO₂），活塞由36.2mL處慢慢移到約29.2mL處；從結果看NO_３^-濃度守恒，仍為6mol/L；依總反應：2Cu+O₂+4H⁺=2Cu²⁺+2H₂O計算得H⁺的濃度為（10mL×6×10^-3mol/L-0.048g/64g?mol^-1××4）÷（10×10^-3L）=5.85mol/L；抽入空氣的體積為0.048g/64g?mol^-1×1/2×5×22400mL?mol^-1=42mL。