Question

用圖中的簡易裝置可以進行氣體的發生和收集。

（1）實驗前應如何檢查該裝置的氣密性？

答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   。

（2）拔開試管a的橡皮塞，加入10 mL 6 mol·L^－1稀HNO₃和1 g薄銅片，立即將帶有導管的橡皮塞塞緊試管口。反應開始時速度緩慢，逐漸加快。請寫出在試管a中所發生的所有反應的化學方程式。

答：　　　　　　　　　　　　　　    　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

（3）從反應開始到反應結束，預期在試管a中可觀察到哪些現象？請依次逐一寫出。

答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

（4）在反應開始時，可觀察到導管b中的水面先沿導管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有氣泡從管口冒出，試說明反應開始時，導管水面先上升的原因。

答：　　　　　　　　　　　　   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   。

（5）試管c收集滿氣體后，用拇指堵住管口，取出水槽，將管口向上，松開拇指，片刻后，再次堵住管口，將試管又再倒置于水槽中，松開拇指，此時可觀察到什么現象？

答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）把導管b的下端浸入水中，用手緊握焐熱試管a，導管口會有氣泡冒出：松開手后，一段水柱又回升到導管b中。 （2）①3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O  ②2NO＋O2=2NO2 （3）①銅片和稀HNO3反應，有無色氣泡產生，反應速率開始緩慢，逐漸加快。 ②試管上部空間由無色變紅棕色，又變無色 ③試管a中的溶液從無色變成淺藍色 ④反應結束時，銅片全部反應完 （4）由于反應開始時產生的NO和試管a上部空氣中的氧氣作用生成NO2；NO2易溶于水并與水反應，使裝置內氣體的壓強暫時減小，所以導管中的水面先上升至一定高度。 （5）①水進入試管，上升到一定高度；②試管內氣體的顏色由紅棕色變為無色

提示：

（1）凡涉及氣體的制備、收集、反應的化學實驗，都應在實驗前檢查裝置的氣密性，首先把導管b的一端浸入水中；然后用手緊握焐熱試管a，此時導管口應有氣泡冒出；松開手后，一段水柱又會回升到導管b中。只有具備這三點，才能確認裝置不漏氣。 （2）試管a中稀HNO3、銅、空氣（含有O2）三者之間能發生兩個化學反應。 （3）以問題（2）中的兩個化學反應對應的現象為依據，描述出試管上方氣體顏色的變化過程、溶液的顏色的改變，還須定量考慮溶液內銅片是否完全消耗并作出交待。 （4）由于本題給的稀HNO3和銅片反應不需加熱，起始反應速率較慢，產生的NO與試管內原有的空氣中的O2作用轉化為NO2，在b導管口處NO2迅速溶于水中，使導管內壓強暫時減小，所以反應開始時會看到水面沿導管b上升到一定高度。隨著反應進行，試管a中O2消耗完，NO繼續生成，它不溶于水，體系內壓強增大，導管口就會冒出氣泡。 （5）這時的反應是NO轉化為NO2，NO2又與水的反應。