Question

為了證明銅與稀硝酸反應產生的是NO，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是用于鼓入空氣的打氣球。

（1）實驗時，為在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，必須事先除去其中的空氣。其中第一步實驗操作為：                                                。從裝置的設計看，確定E中空氣已被趕盡的實驗現象是：______     ________。

（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，其反應的離子方程式為                                                       。有人認為E中收集到的可能是H₂而不是NO，如何證明？

                                                               

（3）實驗過程中，發現在未鼓入空氣的情況下，E中就產生紅棕色。有人認為是由裝置E部分設計不當造成的。你認為裝置應改進的地方是

                                                         。

（4）裝置D的作用是                                           。

 

Answer 1

【答案】

(12分)（1）將裝CaCO₃的干燥管下移與稀硝酸反應生成二氧化碳（2分）

C處出現白色沉淀(2分)

(2) 3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－＝3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O(2分)

用F向E中鼓入空氣，E內氣體由無色變成紅棕色(2分)；

（3）應左導管短，右導管長才有利于排盡空氣(2分)

（4）吸收多余的尾氣，防止污染環境(2分)

【解析】

試題分析：（1）根據裝置的特點可知，要排盡裝置中的空氣，則正確的操作應該是把盛有碳酸鈣的干燥管伸入A裝置中的稀硝酸里，二者發生反應產生CO₂，由于CO₂的密度比空氣大，就能把裝置系統內的空氣排出。當裝置中空氣完全被排盡后，CO₂將進入C裝置，從而產生白色沉淀碳酸鈣，據此可以確定E中空氣已被趕盡。

（2）稀硝酸和銅反應生成NO的化學方程式是3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－＝3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O。由于NO極易被空氣氧化生成紅棕色的NO₂氣體，據此可以檢驗。即用雙連打氣球向E中打入空氣，如果E中氣體能由無色變為紅棕色，說明E中收集到的氣體是NO而不是H₂。

（3）在排除E裝置中的空氣時，因為CO₂的密度比空氣大，E裝置中進氣導管短出氣導管長，這樣便于把E中空氣排出；在E裝置中收集NO氣體時，因為NO的密度比CO₂的密度小，E裝置中進氣導管長出氣導管短，有利于把E裝置中的CO₂排出。

（4）由于生成的氣體有毒，需要進行尾氣處理，NaOH溶液的作用就是吸收尾氣，防止污染空氣。

考點：考查銅稀硝酸反應實驗的有關探究

點評：該題是高考中的常見題型，屬于難度較大的試題。試題綜合性強，側重對學生能力的培養。該題的解題思路是依據本實驗的目的是制備一氧化氮并檢驗一氧化氮，但一氧化氮在常溫下很容易被空氣中氧氣氧化成二氧化氮。為去掉這一干擾因素，故用碳酸鈣先與稀硝酸反應產生二氧化碳將空氣排盡后再進行實驗。該類試題綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。