Question

【題目】某化學小組設計實驗，探究“NO2是否能與熾熱的銅反應生成氧化銅和氮氣”。

已知：①NO和FeSO4溶液反應：NO+FeSO4=FeSO4·NO(棕色)

②酸性KMnO4溶液吸收NO生成NO和Mn2+

③Cu2O在酸性條件下能發生反應：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O

設計實驗所需裝置如圖所示(每個裝置中液態試劑均足量，且不考慮A裝置揮發出的硝酸對后續裝置的影響)。

回答下列問題：

（1）該實驗裝置較復雜，檢查氣密性時采用分段檢查的方法，請寫出A裝置氣密性的檢驗方法___。

（2）該實驗裝置的連接順序為：___（填裝置字母代號），C裝置中盛裝試劑是___（填名稱）。

（3）開始實驗先引發A中反應，一段時間后再點燃D處酒精燈，這樣操作的目的是___。

（4）實驗過程中觀察到下列現象，請回答：

①B中淺綠色溶液變棕色得出實驗結論是___

a.二氧化氮與銅反應的還原產物一定有NO

b.二氧化氮與銅反應的還原產物一定無NO

c.二氧化氮與銅反應的還原產物可能有NO

②E中有明顯現象，該現象是___，寫出發生反應的離子方程式___。

（5）當D中銅粉完全反應時冷卻至室溫，停止A中反應，測得反應后D中固體粉末質量為ag，

①當a=___(用含m的代數式表示)時，銅被氧化的產物全部是CuO；

②設計最簡單的實驗方案，驗證反應后D中固體是否含有Cu2O___（試劑選任）

Answer 1

【答案】在分液漏斗中注入適量水，關閉止水夾，打開分液漏斗活塞，如果滴入少量水后很快停止流下，則說明裝置氣密性良好 ACDBE 濃硫酸 排出裝置中的空氣，防止氧氣和銅發生反應 c 溶液紫色變淺 3+4H++5NO=3Mn2++5+2H2O 1.25m或 取少量反應后固體溶于足量稀硫酸中，如果溶液中有紅色固體，則說明固體中含有Cu2O

【解析】

(2)A中濃硝酸與Cu反應生成二氧化氮，C中盛放濃硫酸干燥二氧化氮，再通入D中反應，用硫酸亞鐵溶液檢驗有NO生成，用酸性高錳酸鉀溶液吸收NO；

(3)由于裝置中有空氣，空氣中氧氣在加熱條件下會與Cu反應影響實驗；

(4)①NO和FeSO4溶液反應使溶液呈棕色，過量的二氧化氮在溶液中會將亞鐵離子氧化為鐵離子使溶液呈棕色；

②酸性KMnO4溶液吸收NO生成和Mn2+；

(5)①Cu轉化為CuO，利用Cu原子守恒計算CuO的質量；

②當銅粉完全反應后，反應后的固體成分：①只有CuO、②只有Cu2O、③CuO和Cu2O，可以用酸與Cu2O反應生成Cu進行檢驗是否含有Cu2O。

(1) 若A裝置氣密性較好，則裝置內外的大氣壓相等，檢驗方法：在分液漏斗中注入適量水，關閉止水夾，打開分液漏斗活塞，如果滴入少量水后很快停止流下，則說明裝置氣密性良好；

(2) A中濃硝酸與Cu反應生成二氧化氮，C中盛放濃硫酸干燥二氧化氮，再通入D中反應，用硫酸亞鐵溶液檢驗有NO生成，用酸性高錳酸鉀溶液吸收NO，該實驗裝置的連接順序為：ACDBE；C為干燥氣體裝置，故選用濃硫酸來干燥，答案為：ACDBE；濃硫酸；

(3) 由于裝置中有空氣，空氣中氧氣在加熱條件下會與Cu反應影響實驗。開始實驗，先引發A中反應，用生成的二氧化氮排出裝置內空氣，再點然D處酒精燈，故答案為：排出裝置內空氣，防止氧氣和銅發生反應；

(4)①NO和FeSO4溶液反應使溶液呈棕色，過量的二氧化氮在溶液中會將亞鐵離子氧化為鐵離子使溶液呈棕色，B中淺綠色溶液變棕色，得出實驗結論是：NO2的還原產物可能有NO，故答案為：c；

②酸性KMnO4溶液吸收NO生成NO3-和Mn2+，紫紅色溶液變無色，反應離子方程式為：3+4H++5NO=3Mn2++5+2H2O，故答案為：溶液紫色變淺；3+4H++5NO=3Mn2++5+2H2O；

(5)①Cu轉化為CuO，根據Cu原子守恒：，，故答案為：；

②當銅粉完全反應后，反應后的固體成分：①只有CuO、②只有Cu2O、③CuO和Cu2O，可以用酸與Cu2O反應生成Cu進行檢驗是否含有Cu2O，故驗證是否含有Cu2O的方法：取少量反應后固體溶于足量稀硫酸中，如果溶液中有紅色固體，則說明固體中含有Cu2O。