Question

實驗室用稀硝酸與Cu反應(yīng)來制備NO，如果采用圖（Ⅰ）裝置，由于燒瓶內(nèi)的空氣不易排出，生成的NO很快被氧化成紅棕色的NO₂，不易觀察到有無色的NO生成．即使可用排水法收集到無色的NO，也無說服力，會認(rèn)為NO是由NO₂與H₂O反應(yīng)生成的．有人設(shè)計了圖（Ⅱ）裝置，用來做該實驗可以達(dá)到滿意的效果．
（1）將有關(guān)操作補充完整．
①將活塞打開，從U形管的長管口注入稀硝酸，一直注到

 

為止．
②關(guān)閉活塞，用酒精燈在

 

加熱，當(dāng)

 

時，立即撤去酒精燈．
（2）回答下列問題：
①寫出銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：

 

；
②反應(yīng)在什么情況下可以自動停止？

 

，可以在何處觀察到無色的NO？

 

；
③如果再將活塞慢慢打開，可立即觀察到哪些明顯現(xiàn)象？

 

．

Answer 1

分析：由于NO易被空氣中O₂氧化成NO（紅棕色），所以在金屬與稀HNO₃反應(yīng)的常規(guī)實驗中，很難觀察到無色NO氣體的生成，而是觀察到紅棕色氣體．本題實驗Ⅱ中的意圖是創(chuàng)設(shè)無氧氣環(huán)境，使NO能存在相當(dāng)長一段時間．結(jié)合NO₂的性質(zhì)解答該題．

解答：解：（1）①實驗時應(yīng)將裝置內(nèi)的空氣完全排除，則應(yīng)單孔塞下沿與液面間不留有空隙，否則不能觀察到無色氣體，
故答案為：單孔塞下沿與液面間不留有空隙；
②金屬銅和稀硝酸反應(yīng)在加熱條件下進(jìn)行，可以在U型管的A側(cè)加熱，銅絲與稀硝酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)生成氣體時可停止解熱，反應(yīng)放出的熱量可維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，
故答案為：U型管的A側(cè)；銅絲上有氣泡產(chǎn)生；
（2）①金屬銅可以和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑十4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑十4H₂O；
②當(dāng)銅絲和稀硝酸不接觸時，反應(yīng)會自動停止，在左側(cè)可觀察到無色氣體，
故答案為：當(dāng)產(chǎn)生的NO氣體將稀硝酸排入U型管B側(cè)管內(nèi)使銅絲網(wǎng)與稀硝酸脫離后反應(yīng)會立即停止；在U型管A側(cè)管內(nèi)可觀察到無色的NO氣體；
③如果再將分液漏斗的活塞慢慢打開，右側(cè)壓強大于左側(cè)，U型管B側(cè)管中硝酸又回落到A側(cè)管內(nèi)，NO與空氣接觸而生成紅棕色氣體．
故答案為：U型管B側(cè)管中硝酸又回落到A側(cè)管內(nèi)，分液漏斗中有紅棕色氣體出現(xiàn)．

點評：本題考查制備實驗的設(shè)計，題目難度中等，注意把握實驗的操作方法和反應(yīng)原理，注意觀察NO的現(xiàn)象必須在無氧的環(huán)境中進(jìn)行．