Question

2．為了證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮，某校學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，其裝置如圖所示（加熱裝置和固定裝置均已略去），B為一個(gè)用金屬絲固定的干燥管，內(nèi)裝塊狀碳酸鈣固體；E為一個(gè)空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的雙連打氣球． 
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將B裝置下移，使碳酸鈣與稀硝酸接觸產(chǎn)生氣體，當(dāng)C處產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，立刻將B裝置上提，使之與稀硝酸分離．該組學(xué)生設(shè)計(jì)此步操作的目的為用碳酸鈣與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳排出裝置中的空氣，讓整套裝置充滿CO₂，防止O₂干擾．
（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(chǎn)生無(wú)色氣體，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．裝置E中開(kāi)始時(shí)出現(xiàn)淺紅棕色氣體，用F向E中鼓入空氣后，可觀察到燒瓶E內(nèi)氣體顏色加深，產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是NO遇空氣中的O₂生成NO₂．一段時(shí)間后，C中白色沉淀溶解，其原因是NO₂和水反應(yīng)產(chǎn)生HNO₃，使的CaCO₃沉淀溶解．
（3）裝置D 用于尾氣吸收，當(dāng)?shù)润w積的NO和NO₂通入D中，氣體被完全吸收，并且只產(chǎn)生一種鹽，該反應(yīng)方程式為NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)時(shí)，可先將B裝置中CaCO₃放入硝酸中，碳酸鈣和硝酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，先排出去其中的空氣，以便在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，且在C中可觀察到渾濁，有碳酸鈣沉淀生成，A中硝酸和銅反應(yīng)生成NO，易于氧氣反應(yīng)，則將F氣球中空氣壓入E中，有紅棕色氣體生成，裝置D中盛有氫氧化鈉溶液，可用與吸收二氧化氮?dú)怏w，氣體中氣球可用于吸收不反應(yīng)的NO，以防止污染空氣，
（1）NO與空氣中氧氣反應(yīng)，制取NO前需要先用二氧化碳將裝置中空氣排凈；
（2）銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮?dú)怏w和水，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；E中含有NO，NO與空氣中氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮；二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸與碳酸鈣反應(yīng)生成，導(dǎo)致碳酸鈣溶解；
（3）等體積的NO和NO₂通入氫氧化鈉溶液中，氣體被完全吸收，并且只產(chǎn)生一種鹽應(yīng)為亞硝酸鈉，根據(jù)元素守恒可書(shū)寫(xiě)該反應(yīng)方程式．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，可先將B裝置中CaCO₃放入硝酸中，碳酸鈣和硝酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，用碳酸鈣與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳排出裝置中的空氣排除裝置中的空氣，以便在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，
故答案為：用碳酸鈣與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳排出裝置中的空氣，讓整套裝置充滿CO₂，防止O₂干擾；
（2）稀硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅和NO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cu+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
A中硝酸和銅反應(yīng)生成NO，NO易與氧氣反應(yīng)生成NO₂，可觀察到燒瓶E內(nèi)氣體顏色逐漸加深；
一段時(shí)間后，C中二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸能夠溶解碳酸鈣，所以C中白色沉淀溶解，
故答案為：3Cu+8HNO₃=2Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；NO遇空氣中的O₂生成NO₂；NO₂和水反應(yīng)產(chǎn)生HNO₃，使的CaCO₃沉淀溶解；
（3）等體積的NO和NO₂通入氫氧化鈉溶液中，氣體被完全吸收，并且只產(chǎn)生一種鹽應(yīng)為亞硝酸鈉，反應(yīng)方程式為NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，
故答案為：NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題以硝酸的性質(zhì)為載體綜合考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，為高考常見(jiàn)題型，題目難度中等，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，注意把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮�理是解答該題的關(guān)鍵，注意常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)操作方法及注意事項(xiàng)．