Question

在研究性學習中，用稀HNO₃與Cu反應來制備NO氣體．有兩位學生設計了如圖所示兩個實驗裝置（a）和（b）．回答有關(guān)問題：

（1）寫出銅與稀硝酸反應的化學方程式：

 

．
（2）如果采用（a）裝置，若加入20mL，6mol/L HNO₃和2g薄銅片，在反應開始時，可觀察到水槽內(nèi)的導管中水面先慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有氣泡從導管口冒出．試說明產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因：

 

．
（3）如果采用（b）裝置，請將有關(guān)操作補充完全：
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

 

微熱，當反應發(fā)生時，立即撤去酒精燈．
③反應在什么情況下可以自動停止？

 

可以在何處觀察到無色的NO氣體？

 

．
④如果再將分液漏斗的活塞慢慢打開，可立即觀察到哪明顯現(xiàn)象？

 

．
⑤如果需再獲得N0與已生成NO₂的形成鮮明對照的實驗效果，應

 

（填操作）．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計,制備實驗方案的設計

專題：實驗題

分析：（1）銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水；
（2）銅和稀硝酸反應生成NO，NO和消耗氧氣生成二氧化氮，二氧化氮與水反應并溶于水；
（3）加入硝酸，使U形管短管中充滿液體，加熱引發(fā)反應，銅和稀硝酸反應生成NO，當當硝酸與銅絲脫離接觸時反應自動停止，可觀察到在U形管短管上部生成無色氣體，再將分液漏斗的活塞慢慢打開，NO可與氧氣反應生成紅棕色二氧化氮氣體，以此解答該題．

解答： 解：（1）銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，方程式為3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）銅和稀硝酸反應生成NO，反應開始時產(chǎn)生的NO與燒瓶內(nèi)空氣中O₂作用生成NO₂，NO₂溶于水并與水，反應使裝置內(nèi)氣壓減小，故而水倒吸一定高度．O₂耗完后，生成的NO開始排出導管口，故有此現(xiàn)象，
故答案為：反應開始時產(chǎn)生的NO與燒瓶內(nèi)空氣中O₂作用生成NO₂，NO₂溶于水并與水，反應使裝置內(nèi)氣壓減小，故而水倒吸一定高度．O₂耗完后，生成的NO開始排出導管口，故有此現(xiàn)象；
（3）①將活塞打開，從U形管的長管口注入稀硝酸，一直注到U形管短管中充滿液體，可將裝置內(nèi)的空氣排除，
故答案為：U形管短管中充滿液體；
②加熱時，應加熱U形管底部，故答案為：U形管底部；
③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，
故答案為：當硝酸與銅絲脫離接觸時反應自動停止；在U形管短管上部可以觀察到無色NO；
④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形管長管內(nèi)液面下降，短管內(nèi)液面上升，在分液漏斗中可觀察到紅棕色氣體；
⑤如再獲得NO，可關(guān)閉分液漏斗活塞，此時硝酸又和銅絲反應生成NO，氣體為無色，而分液漏斗內(nèi)生成紅棕色的二氧化氮，可形成鮮明的對比，
故答案為：關(guān)閉分液漏斗活塞．

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