Question

為了證明銅與稀硝酸反應產生一氧化氮，某校學生實驗小組設計了一個實驗，其裝置如下圖所示（加熱裝置和固定裝置均已略去），B為一個用金屬絲固定的干燥管，內裝塊狀碳酸鈣固體；E為一個空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的雙連打氣球．
（1）實驗時，先將B裝置下移，使碳酸鈣與稀硝酸接觸產生氣體，當C處產生白色沉淀時，立刻將B裝置上提，使之與稀硝酸分離．該組學生設計此步操作的目的為

 

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（2）將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產生無色氣體，其反應的化學方程式為

 

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（3）裝置E中開始時出現淺紅棕色氣體，用F向E中鼓入空氣后，可觀察到燒瓶E內氣體顏色加深，產生上述現象的原因是

 

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（4）一段時間后，C中白色沉淀溶解，其原因是

 

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（5）裝置D的作用是

 

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Answer 1

分析：要驗證銅與稀硝酸反應生成一氧化氮，則應將裝置中的O₂排出．當B中的CaCO₃與稀硝酸接觸時，生成CO₂氣體．CO₂氣體可將A中空氣排盡，但由于CO₂的密度大于空氣的密度，因此E中采用向下排空氣法是不能將空氣排盡的．由于E中有殘留的少量O₂，因此當有NO生成時，E中有少量的NO₂生成，從F鼓入空氣時，E中生成的NO₂增加，紅棕色加深．隨著反應的不斷進行，E中生成的NO₂會被排入C，在C中與水反應生成硝酸，將原來生成的CaCO₃沉淀溶解．D裝置用來吸收尾氣，防止污染環境．

解答：解：（1）當B中的CaCO₃與稀硝酸接觸時，生成CO₂氣體．CO₂氣體可將A中空氣排盡，以防止氧化生成的NO，故答案為：產生二氧化碳，排出裝置中的空氣；
（2）A中產生無色氣體為NO，反應的化學方程式為3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（3）由于CO₂的密度大于空氣的密度，因此E中采用向下排空氣法是不能將空氣排盡的．由于E中有殘留的少量O₂，因此當有NO生成時，E中有少量的NO₂生成，從F鼓入空氣時，E中生成的NO₂增加，紅棕色加深，
故答案為：二氧化碳密度大于空氣，未能排盡燒瓶中的空氣，少量NO與空氣中的氧氣反應生成少量的紅棕色的NO₂；鼓入空氣后，NO與氧氣反應，生成大量的紅棕色氣體二氧化氮；
（4）E中生成的NO₂會被排入C，在C中與水反應生成硝酸，將原來生成的CaCO₃沉淀溶解，故答案為：二氧化氮與水反應生成硝酸，硝酸使白色沉淀碳酸鈣溶解；
（5）D裝置用來吸收尾氣，防止污染環境，故答案為：吸收尾氣，防止污染大氣．

點評：本題綜合考查物質的性質實驗探究，涉及硝酸與銅的反應以及一氧化氮的性質，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，為高考常見題型，難度不大．