Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)通過查閱資料知，NO可與熾熱的銅粉發(fā)生反應(yīng)，他們?cè)O(shè)計(jì)如下裝置(夾持裝置略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

已知：NO能被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成NO3-。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)開始前，檢查裝置氣密性的方法是關(guān)閉K1、K2，將導(dǎo)管未端置于盛水的水槽中，______________，則表明裝置氣密性良好；裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________。

(2)裝置B的作用為____________________。

(3)裝置A中反應(yīng)開始前，需要先打開K1，向裝置中通入一段時(shí)間的N2或CO2，其目的是______________________。

(4)實(shí)驗(yàn)過程中，裝置D中銅粉變黑，裝置E中溶液顏色變淺，則裝置E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，證明該離子反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物為NO3-________________________(寫出主要的操作過程、現(xiàn)象、結(jié)論)。

(5)從綠色化學(xué)角度考慮，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，拆卸裝置前，還應(yīng)進(jìn)行的一項(xiàng)操作是_________________。

Answer 1

【答案】 用酒精燈微熱三頸燒瓶水槽中有氣泡產(chǎn)生撤去酒精燈后導(dǎo)管中有一段倒吸的水柱 Cu+2NO3-+4H+=Cu2++ 2NO2↑+ 2H2O 將NO2轉(zhuǎn)化為NO 排除裝置內(nèi)的空氣，防止NO 及加熱時(shí)Cu被空氣中的氧氣氧化 3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O 取適量E中溶液放入試管中，加入稀硫酸后再加入銅片，若試管口有紅棕色氣體生成，則說明有NO3-生成，否則沒有NO3-生成 打開K1，向裝置內(nèi)通入一段時(shí)間的氮?dú)?/span>

【解析】考查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，（1）檢驗(yàn)氣密性，關(guān)閉K2、K2，將導(dǎo)管未端置于盛水的水槽中，用酒精燈微熱三頸燒瓶水槽中有氣泡產(chǎn)生撤去酒精燈后導(dǎo)管中有一段倒吸的水柱，證明氣密性良好；裝置A制備NO2，發(fā)生的離子方程式為 Cu+2NO3－+4H＋=Cu2＋+ 2NO2↑+ 2H2O；（2）實(shí)驗(yàn)的目的是用NO與Cu發(fā)生反應(yīng)，即B裝置發(fā)生的反應(yīng)是3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，B裝置的作用是將NO2轉(zhuǎn)化成NO；（3）因?yàn)?/span>NO能與O2發(fā)生反應(yīng)生成NO2，加熱狀態(tài)下Cu與O2生成CuO，因此反應(yīng)開始前通入一段時(shí)間的N2或CO2，目的是排盡裝置中的空氣，防止O2與NO、Cu發(fā)生反應(yīng)；（4）D中銅粉變黑，說明銅與NO發(fā)生反應(yīng)，生成Cu和N2，根據(jù)信息NO能與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng)，即裝置E的目的是除去未反應(yīng)的NO，即離子反應(yīng)方程式為3MnO4－+5NO+4H＋=3Mn2＋+5NO3－+2H2O；證明NO3－的存在，NO3－在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，方法是取適量E中溶液放入試管中，加入稀硫酸后再加入銅片，若試管口有紅棕色氣體生成，則說明有NO3－生成，否則沒有NO3－生成 ；（5）反應(yīng)停止后，裝置中還有未反應(yīng)的NO，NO有毒，必須除去，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，拆卸裝置前，應(yīng)打開K1，向裝置內(nèi)通入一段時(shí)間的氮?dú)�，�?/span>NO全部被酸性高錳酸鉀溶液吸收。