Question

為了證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的是NO，某校學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，其裝置如下圖所示（加熱裝置和固定裝置均已略去），B為一個(gè)用金屬絲固定的干燥管，

內(nèi)裝塊狀碳酸鈣固體；E為一個(gè)空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的打氣球。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，必須事先除去其中的空氣。其中第一步實(shí)驗(yàn)操作為：                                                。從裝置的設(shè)計(jì)看，確定E中空氣已被趕盡的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：______     ________。

（2）將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產(chǎn)生無(wú)色氣體，其反應(yīng)的離子方程式為                                                       。有人認(rèn)為E中收集到的可能是H₂而不是NO，如何證明？

                                                               

（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在未鼓入空氣的情況下，E中就產(chǎn)生紅棕色。有人認(rèn)為是由裝置E部分設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的。你認(rèn)為裝置應(yīng)改進(jìn)的地方是

                                                         。

（4）裝置D的作用是                                           。

 

Answer 1

【答案】

(12分)（1）將裝CaCO₃的干燥管下移與稀硝酸反應(yīng)生成二氧化碳（2分）

C處出現(xiàn)白色沉淀(2分)

(2) 3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－＝3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O(2分)

用F向E中鼓入空氣，E內(nèi)氣體由無(wú)色變成紅棕色(2分)；

（3）應(yīng)左導(dǎo)管短，右導(dǎo)管長(zhǎng)才有利于排盡空氣(2分)

（4）吸收多余的尾氣，防止污染環(huán)境(2分)

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)裝置的特點(diǎn)可知，要排盡裝置中的空氣，則正確的操作應(yīng)該是把盛有碳酸鈣的干燥管伸入A裝置中的稀硝酸里，二者發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CO₂，由于CO₂的密度比空氣大，就能把裝置系統(tǒng)內(nèi)的空氣排出。當(dāng)裝置中空氣完全被排盡后，CO₂將進(jìn)入C裝置，從而產(chǎn)生白色沉淀碳酸鈣，據(jù)此可以確定E中空氣已被趕盡。

（2）稀硝酸和銅反應(yīng)生成NO的化學(xué)方程式是3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－＝3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O。由于NO極易被空氣氧化生成紅棕色的NO₂氣體，據(jù)此可以檢驗(yàn)。即用雙連打氣球向E中打入空氣，如果E中氣體能由無(wú)色變?yōu)榧t棕色，說(shuō)明E中收集到的氣體是NO而不是H₂。

（3）在排除E裝置中的空氣時(shí)，因?yàn)镃O₂的密度比空氣大，E裝置中進(jìn)氣導(dǎo)管短出氣導(dǎo)管長(zhǎng)，這樣便于把E中空氣排出；在E裝置中收集NO氣體時(shí)，因?yàn)镹O的密度比CO₂的密度小，E裝置中進(jìn)氣導(dǎo)管長(zhǎng)出氣導(dǎo)管短，有利于把E裝置中的CO₂排出。

（4）由于生成的氣體有毒，需要進(jìn)行尾氣處理，NaOH溶液的作用就是吸收尾氣，防止污染空氣。

考點(diǎn)：考查銅稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的有關(guān)探究

點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于難度較大的試題。試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。該題的解題思路是依據(jù)本實(shí)驗(yàn)的目的是制備一氧化氮并檢驗(yàn)一氧化氮，但一氧化氮在常溫下很容易被空氣中氧氣氧化成二氧化氮。為去掉這一干擾因素，故用碳酸鈣先與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳將空氣排盡后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該類試題綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論。