Question

如圖甲是課本中驗(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）銅和濃硝酸反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式是

 

．
（2）和甲裝置相比，乙裝置的優(yōu)點(diǎn)是

 

．
（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．先關(guān)閉彈簧夾

 

（填a或b或c），再打開彈簧夾和

 

（填a或b或c）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．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

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)無污染物；
（3）根據(jù)此步驟是為了NO₂氣體充滿②試管；
（4）根據(jù)裝置特點(diǎn)和二氧化氮的性質(zhì)以及噴泉實(shí)驗(yàn)發(fā)生的條件解答．

解答： 解：（1）因銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)的離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）甲、乙兩個(gè)裝置的差異在于：甲裝置銅與濃硝酸反應(yīng)使用的是銅片直接與濃硝酸反應(yīng)，而乙裝置則是可移動(dòng)的銅絲與濃硝酸反應(yīng)，其優(yōu)點(diǎn)為便于控制，需要時(shí)插入酸液就反應(yīng)，不需要時(shí)從酸液中移出即可；甲裝置沒有處理NO₂污染的裝置，而乙裝置用氫氧化鈉溶液吸收產(chǎn)生的NO₂，能防止空氣污染，
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）要使NO₂充滿試管②，就不能讓NO₂進(jìn)入燒杯中與水反應(yīng)，即必須關(guān)閉彈簧夾c，且打開彈簧夾a、b，使NO₂經(jīng)過試管②，利用NO₂的密度比空氣大來用向上排空氣法收集NO₂，
故答案：c；a、b；
（4）欲使燒杯中的水進(jìn)入試管②，就必須打開c，關(guān)閉a和b，且要讓NO₂與燒杯中的水接觸發(fā)生反應(yīng)3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，即須增大試管②的壓強(qiáng)，把NO₂排入燒杯，可用熱毛巾捂住試管②，
答：先關(guān)閉b，再關(guān)閉a，然后打開c，用手捂住（熱水、熱毛巾、加熱）試管②．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，本題把實(shí)驗(yàn)知識(shí)與濃硝酸的性質(zhì)、二氧化氮的性質(zhì)、噴泉實(shí)驗(yàn)的發(fā)生等結(jié)合一起，具有很強(qiáng)的綜合性，需要細(xì)心審題，認(rèn)真分析，是一道訓(xùn)練思維能力的好題．