Question

某學習小組為證明并觀察銅與稀HNO₃反應的產物是NO，設計了如圖所示的實驗裝置．請你根據他們的思路，完成下述的實驗報告．
（1）實驗儀器：試管、導管、燒杯、棉花、注射器．
（2）實驗藥品：銅絲、稀硝酸、燒堿溶液、鐵粉、CaCO₃顆粒．
（3）實驗原理：銅與稀硝酸的離子反應方程式

 

．
（4）實驗步驟：①實驗開始時，必須進行的第一步操作是檢驗裝置的

 

；
②向試管中加入一定量的固體藥品

 

，然后向試管中倒入過量的稀硝酸，并迅速塞緊帶銅絲和導管的橡皮塞；
③反應一段時間后，用蘸有NaOH溶液的棉花團封住導管口；
④將銅絲向下移動插入試管液體中，使之與硝酸反應；
⑤將注射器插入試管口的橡皮塞中，向試管內推入空氣．
（5）實驗討論：
①實驗步驟②的目的是

 

；
②實驗步驟③的目的是

 

；
③實驗步驟⑤觀察到的現象是

 

．
（6）實驗評價：該裝置的優點是（只填一個優點即可）

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（3）銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、NO和水；
（4）①對于氣體的制備，組裝完裝置，需檢查氣密性；
②一氧化氮易與空氣中氧氣反應，故制取一氧化氮之前，應先排凈裝置中空氣，可用碳酸鈣和硝酸反應產生的二氧化碳來排凈空氣；
（5）①排出試管中的空氣，防止與NO反應；
②氮的氧化物為大氣污染物，應用堿液來吸收；
③一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮；
（6）從節約原理和防止污染環境分析．

解答： 解：（3）銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、NO和水，離子反應為3Cu+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+3Cu²⁺+4H₂O，
故答案為：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+3Cu²⁺+4H₂O；
（4）①對于氣體的制備，組裝完裝置，需檢查氣密性；
②一氧化氮易與空氣中氧氣反應，故制取一氧化氮之前，應先排凈裝置中空氣，可用碳酸鈣和硝酸反應產生的二氧化碳來排凈空氣；
故答案為：氣密性；CaCO₃顆粒；
（5））①一氧化氮易和空氣中氧氣反應，故應先排凈裝置中空氣，故答案為：排出試管中的空氣，防止與NO反應；
②氮的氧化物為大氣污染物，應用堿液來吸收，故答案為：使用NaOH溶液吸收產生的NO和NO₂氣體，防止逸出污染空氣；
③一氧化氮為無色氣體，二氧化氮為紅棕色氣體，當通入空氣，氧氣和一氧化氮反應生成二氧化氮，故答案為：氣體由無色變紅棕色；
（6）使用可抽動的銅絲能隨時控制反應的開始和結束，節約藥品用量，減少污染氣體的產生，使用蘸有NaOH溶液的棉花團封住導管口，可防止NO和NO₂氣體逸出污染大氣；
故答案為：使用可抽動的銅絲能隨時控制反應的開始和結束，節約藥品用量，減少污染氣體的產生（或使用蘸有NaOH溶液的棉花團封住導管口，可防止NO和NO₂氣體逸出污染大氣．）

點評：本題以硝酸的性質為載體綜合考查性質實驗的設計，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意把握相關物質的性質，明確實驗目的和原理是解答該題的關鍵，注意相關實驗操作方法的注意事項，難度中等．