Question

14．實驗室用如圖裝置，利用Cu與HNO₃反應來制取NO并用排水法收集氣體．
（1）在檢查裝置的氣密性后，向試管a中加入20ml6mol/L的稀HNO₃和64gCu片，然后立即用帶有導管的橡皮塞塞緊試管口，請寫出Cu與HNO₃反應的化學方程式3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）反應5min后，去除銅片稱量，銅片質量減少1.92g．則5min內HNO₃的反應速率為0.8mol/（L•min）（假設溶液體積不變），被還原的HNO₃物質的量是0.02mol；
（3）下列氣體中，可以采用與圖中相同收集方式的是C；
A．NO₂　　　　B．NH₃　　　C．N₂　　　D．SO₂
（4）欲較快地制得NO，可采取的措施是AB；
A．加熱　　　　B．使用銅粉　　　C．稀釋HNO₃　　　D．改用濃HNO₃
（5）試管c收集滿氣體后，用拇指堵住管口，取離水槽，將試管口向上，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？試管內液面上升，氣體恢復成無色．

Answer 1

分析 （1）銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水；
（2）依據銅質量的減少量計算消耗的硝酸的物質的量，結合速率公式計算；銅與稀硝酸反應，消耗8mol硝酸，其中2mol表現氧化性，6mol表現酸性；
（3）圖中采用排水法收集，收集的氣體不能溶于水；
（4）加熱、增大接觸面積都能夠加快反應速率；
（5）松開拇指后NO與空氣中的氧氣反應：2NO+O₂=2NO₂，而生成NO₂，再投入水中時發生反應：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，導致氣體體積減小，液面上升，據此解答．

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：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）消耗的銅的物質的量為$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，依據方程式：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，可知消耗硝酸的物質的量為0.08mol，則5min內HNO₃的反應速率=$\frac{0.08mol/0.02L}{5min}$=0.8mol/（L•min）；銅與稀硝酸反應，消耗8mol硝酸，其中2mol表現氧化性，6mol表現酸性，消耗0.08mol硝酸，被還原的HNO₃物質的量為0.02mol；
故答案為：0.8mol/（L•min）；0.02mol；
（3）圖中采用排水法收集，收集的氣體不能溶于水，二氧化氮、氨氣、二氧化硫都溶于水，不能用排水法收集，氮氣不溶于水，可以用排水法收集；
故選：c；
（4）加熱、增大接觸面積都能夠加快反應速率，稀釋硝酸，氫離子濃度變小，反應速率減慢，使用濃硝酸反應生成二氧化氮，
故選：AB；
（5）松開拇指后NO與空氣中的氧氣反應：2NO+O₂=2NO₂，而生成NO₂，再投入水中時發生反應：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，導致氣體體積減小，液面上升，試管內氣體又變為無色，
故答案為：試管內液面上升，氣體恢復成無色．

點評 本題考查了一氧化氮的制備及有關方程式的計算，明確硝酸及氮的氧化物的性質及發生反應是解題關鍵，題目難度不大．