Question

【題目】加熱硝酸銅[Cu(NO3)2]可以制取氧化銅。用圖1裝置加熱藍(lán)色硝酸銅固體。發(fā)現(xiàn)固體由藍(lán)色逐漸變黑，同時(shí)產(chǎn)生紅棕色有刺激性氣味的氣體，帶火星的木條復(fù)燃。

[提出問題]硝酸銅加熱生成什么氣體?

[查閱資料]①含氮化合物中，只有二氧化氮是紅棕色、有刺激性氣味的氣體

②二氧化氮密度大于空氣，具有助燃性，…………

[猜想假設(shè)]猜想一:生成氣體是(填寫化學(xué)式)________________。

猜想二:生成氣體是二氧化氮和氧氣

[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]在圖1的試管和集氣瓶之間連接圖2所示裝置，重新加熱硝酸銅；

[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]________________。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]猜想二正確:寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)文字表達(dá)式:________________。

[反思與評(píng)價(jià)](1)根據(jù)圖2裝置補(bǔ)充參閱資料②中“………..”NO2的性質(zhì)是________________。

(2)化學(xué)反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)不變，經(jīng)計(jì)算生成二氧化氮與氧氣的分子個(gè)數(shù)比為4:1;已知相同狀況下，氣體的體積比等于其分子個(gè)數(shù)比。據(jù)此，同學(xué)們認(rèn)為，即使沒有資料②，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論和“加熱硝酸銅產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,也能推出二氧化氮可能具有助燃性。理由是________________。

[實(shí)驗(yàn)延伸]取制取的氧化銅0.2g,加入5mL5%的雙氧水中，發(fā)現(xiàn)立即產(chǎn)生大量氣泡，帶火星木條復(fù)燃;氧化銅是否為反應(yīng)催化劑?請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)證明。

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
_______________	__________________	氧化銅在反應(yīng)前后質(zhì)量化學(xué)性質(zhì)不變，是雙氧水制取氧氣的催化劑。
________________	_________________

Answer 1

【答案】NO2 含冰制冷劑中的U型管中出現(xiàn)紅棕色液體；集氣瓶中收集的氣體無色，帶火星木條復(fù)燃，試管中藍(lán)色固體逐漸變黑 沸點(diǎn)低、易液化 生成氣體中氧氣體積分?jǐn)?shù)為20%與空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)接近，但帶火星木條在空氣中不復(fù)燃，說明NO2可能有助燃性。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將氧化銅過濾出，洗凈、干燥、稱量 氧化銅質(zhì)量仍為0.2g 將上一步中分離出的氧化銅，繼續(xù)加入5mL5%的雙氧水中 立即產(chǎn)生大量氣泡，帶火星木條復(fù)燃

【解析】

猜想假設(shè)：加熱硝酸銅[Cu(NO3)2]，發(fā)現(xiàn)固體由藍(lán)色逐漸變黑，同時(shí)產(chǎn)生紅棕色有刺激性氣味的氣體，帶火星的木條復(fù)燃，說明生成氣體有NO2，故猜想一：生成氣體是：NO2；

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：在圖1的試管和集氣瓶之間連接圖2所示裝置，重新加熱硝酸銅；

實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：猜想二正確，猜想二為：生成氣體是二氧化氮和氧氣，由于二氧化氮和氧氣都具有助燃性，因此經(jīng)過含冰制冷劑中的U型管中時(shí)，二氧化氮和氧氣分離，二氧化氮會(huì)液化留在U型管中，集氣瓶中收集的氣體為無色的氧氣，氧氣具有助燃性，能使集氣瓶口帶火星的木條復(fù)燃，試管中固體由藍(lán)色逐漸變黑，說明生成了氧化銅，故實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：含冰制冷劑中的U型管中出現(xiàn)紅棕色液體；集氣瓶中氣體呈無色，帶火星木條復(fù)燃，試管中固體由藍(lán)色逐漸變黑；

由此可知，硝酸銅加熱分解為氧化銅、二氧化氮和氧氣，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為：；

反思與評(píng)價(jià)：（1）混合氣體經(jīng)過含冰制冷劑中的U型管中時(shí)，二氧化氮和氧氣分離，二氧化氮液化留在U型管中，說明二氧化氮具有的性質(zhì)是：沸點(diǎn)低，易液化；

（2）生成氣體中，二氧化氮與氧氣的體積比為4：1，氧氣占混合氣體體積的20%，與空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)接近，在空氣中帶火星的木條不復(fù)燃，說明二氧化氮可能具有助燃性；

實(shí)驗(yàn)延伸：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氧化銅在反應(yīng)前后質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)不變，是雙氧水制取氧氣的催化劑，故設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氧化銅反應(yīng)前后，質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)不變即可，故實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將氧化銅過濾出，洗凈、干燥、稱量，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：氧化銅的質(zhì)量仍為0.2g；

實(shí)驗(yàn)操作：將上一步中分離出的氧化銅，繼續(xù)加入5mL5%的雙氧水中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：立即產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復(fù)燃，說明氧化銅反應(yīng)前后質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)不變。