Question

某同學用下面裝置實現銅與濃、稀硝酸反應，過程如下：
I．取一段銅絲，用稀硫酸除去銅銹[主要成分是Cu₂（OH）₂CO₃]．
Ⅱ．將洗滌后的銅絲做成匝數較多的螺旋狀．
Ⅲ．按下圖所示連接儀器、檢查氣密性、裝入化學試劑．
（1）過程I發生反應的離子方程式是

Cu₂（OH）₂CO₃+4H⁺═2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O

．
（2）過程Ⅱ將銅絲做成螺旋狀的目的是

增大銅絲與酸的接觸面積，提高化學反應速率

．
（3）過程Ⅲ的后續操作如下：
①為使濃硝酸與銅絲接觸．操作是

打開止水夾a和b，從注射器中推入空氣

．當紅棕色氣體較多時，輕抽注射器使反應停止，關閉a，取下注射器．
②換入另一注射器后，打開b和分液漏斗活塞，玻璃管充滿稀硝酸時，關閉b打開a，可見無色氣體產生．稀硝酸充滿玻璃管的實驗目的是

將玻璃管中的NO₂排出

．
（4）已知：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO和NO₂的混合氣體的組成可表示為NO_x．將該混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收時，x的取值范圍應為

1.5≤x＜2

．

Answer 1

分析：（1）稀硫酸和銅銹反應生成硫酸銅、二氧化碳和水；
（2）根據外界條件（反應物接觸面積）對化學反應速率的影響分析；
（3）①根據氣體壓強對濃硝酸的影響分析；
②玻璃管中存有二氧化氮，影響稀硝酸和銅反應生成一氧化氮的實驗，利用稀硝酸排出二氧化氮氣體；
（4）由方程式2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O和NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O可知，NO單獨不能被吸收，NO和NO₂混合氣體被NaOH溶液被完全吸收，滿足n（NO₂）：n（NO）≥1，當n（NO₂）：n（NO）=1時x值最小，計算x的最小值，因為混有NO，所以x最大值＜2，據此確定x取值范圍．

解答：解：（1）稀硫酸和銅銹反應生成硫酸銅、二氧化碳和水，
故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃+4H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O；
（2）反應物的接觸面積越大，化學反應速率越快，當將銅絲做成螺旋狀時增大了銅和硝酸的接觸面積，提高了化學反應速率，
故答案為：增大銅絲與酸的接觸面積，提高化學反應速率；
（3）①利用錐形瓶中氣壓將濃硝酸壓入玻璃管使濃硝酸和銅反應，要想使該實驗發生，需將止水夾a和b打開，從注射器中推入空氣；銅和濃硝酸反應生成碳酸銅、二氧化氮和水，
故答案為：打開止水夾a和b，從注射器中推入空氣；
②玻璃管中存有二氧化氮，影響稀硝酸和銅反應生成一氧化氮的實驗，如果控制b和分液漏斗活塞，玻璃管充滿稀硝酸時，關閉b打開a，排出了二氧化氮，所以可見無色氣體．所以稀硝酸充滿玻璃管的實驗目的是：將玻璃管中的NO₂排出，
故答案為：將玻璃管中的NO₂排出；
（4）由方程式可知，NO單獨不能被吸收，NO和NO₂混合氣體被NaOH溶液被完全吸收，滿足n（NO₂）：n（NO）≥1，當n（NO₂）：n（NO）=1時x值最小，x最小值為＞

2+1

2

=1.5，因為混有NO，所以x最大值＜2，故x的取值范圍為1.5≤x＜2，故答案為：1.5≤x＜2．

點評：本題以硝酸的性質為載體考查了銅和硝酸的實驗，難度不大，注意基礎知識的積累．