Question

14．機動車排放的尾氣是空氣的主要污染源，其成分之一是NO．某校化學興趣小組的同學在查閱資料后得知：
①NO常溫下是一種無色、難溶于水的氣體，它的密度比空氣略大；
②NO常溫下能與氧氣迅速反應，生成紅棕色的NO₂氣體：2NO+O₂═2NO₂；
③實驗室常用銅與稀硝酸反應制取NO：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4X．
根據以上信息完成下列問題：
（1）物質X的化學式為H₂O．
（2）若從如圖中選擇合適的裝置來制取并收集NO氣體，你選擇的發生裝置是B，收集裝置是C．

（3）實驗時在發生裝置中可以觀察到：銅片不斷溶解并得到藍色溶液，還能觀察到的現象有銅片表面有氣泡放出，錐形瓶中有紅棕色氣體．
（4）該小組的同學通過查閱資料還得知：①NO容易和血紅蛋白結合而使人中毒；②NO能抗擊侵入人體的微生物，并能阻止癌細胞的繁殖和腫瘤細胞的擴散．綜合分析①和②的信息，你得到的啟示是兩面性．
（5）某化工廠準備生產Cu（NO₃）₂，以銅和稀硝酸為主要原料設計了兩種方案：
方案一：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4X；
方案二：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+2HNO₃═Cu（NO₃）₂+H₂O．
從經濟效益和環境保護的角度考慮，你認為較合理的方案是方案二．選擇此方案的理由是產生相同質量的硝酸銅所消耗的稀硝酸少．

Answer 1

分析 （1）依據質量守恒定律化學反應前后元素的種類不變原子個數不會增減可解決此題．
（2）據反應物的狀態條件選擇氣體發生裝置，據生成氣體的物理性質判定氣體的收集方法．
（3）利用題干中所示的信息解決此題．
（4）據自己的認識解決此題．
（5）根據選擇方案的依據和綠色化原理來回答本題．

解答 解：（1）根據“3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4X”和依據質量守恒定律化學反應前后元素的種類不變原子個數不會增減．可知：反應前Cu原子個數為3、H原子個數為8、N原子個數為8、O原子個數為24，反應后Cu原子個數為3、N原子個數為8、O原子個數為20，則推測物質X的化學式為H₂O．故答案為：H₂O
（2）反應物的狀態是固液型故裝置選擇C；依據題目所給的信息一氧化氮能與氧氣反應所以不能用排空氣法，只能用排水法．故選B C
（3）由于一氧化氮氣體是紅棕色所以現象上應有此項內容．故答案為：銅片表面有氣泡放出，錐形瓶中有紅棕色氣體
（4）利用事物的兩面性解決．故答案為：兩面性．
（5）選擇方案時要考慮是否產生有害氣體污染空氣，方案是否可行，是否安全，操作是否簡單，是否節約了原料．方案一的生成物會污染環境，并且制取相同質量的硝酸銅，方案二消耗的原料最少，硝酸中的硝酸根全部轉化轉化成硝酸銅．
故答案為：方案二；產生相同質量的硝酸銅所消耗的稀硝酸少．
故答案為：
（1）H₂O．（2）B，C；（3）銅片表面有氣泡放出，錐形瓶中有紅棕色氣體．
（4）兩面性．（5）方案二．產生相同質量的硝酸銅所消耗的稀硝酸少．

點評 氣體制取裝置選取依據：1反應物狀態，如固態液態，2、反應發生所需要的條件，如加熱等；第一種裝置：反應物為固體，反應時需加熱，簡稱“固固加熱型”．第二種裝置：反應物為固體與液體，反應時不需加熱，簡稱“固液不加熱型”．收集裝置的選取依據：溶解度小或不溶的可以用排水法．溶于水或和水反應的不可以用排水法密度比空氣大的用向上排氣法（相對分子質量＞29）．密度比空氣小的用向下排氣法（相對分子質量＜29）．但有些相對分子質量和29差不多的不能用排氣法．