Question

為了證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮，某校學(xué)生實驗小組設(shè)計了一個實驗，其裝置如圖所示（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(nèi)裝塊狀碳酸鈣固體；E為  一個空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的雙連打氣球． 
（1）實驗時，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，立刻將B裝置上提，使之與稀硝酸分離．該組學(xué)生設(shè)計此步操作的目的為

 

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（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)生無色氣體，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

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用F向E中鼓入空氣后，裝置E中開始時出現(xiàn)淺紅棕色氣體，可觀察到燒瓶E內(nèi)氣體顏色逐漸加深．產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是

 

．一段時間后，C中白色沉淀溶解，其原因是

 

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（3）裝置D的作用是

 

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（4）某同學(xué)認(rèn)為，保持其他儀器、試劑及操作不變，只需要將D中NaOH溶液換成另外一種試劑，就可以利用該實驗證明碳、氮、硅三種非金屬元素的非金屬性強(qiáng)弱，你認(rèn)為這種試劑是

 

，其原理是

 

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Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,硝酸的化學(xué)性質(zhì),銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：實驗設(shè)計題

分析：（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）一氧化氮、二氧化氮有毒，需要使用尾氣吸收裝置；
（4）根據(jù)元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱可以判斷非金屬元素的非金屬性，故將裝置D換成硅酸鈉即可得到實驗?zāi)康模?/div>

解答： 解：（1）實驗時，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：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)的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+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+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；NO遇空氣中的O₂生成NO₂；HNO₃與CaCO₃反應(yīng)了；
（3）裝置D中盛有氫氧化鈉溶液，可用與吸收二氧化氮?dú)怏w，氣球可用于吸收不反應(yīng)的NO，以防止污染空氣，
故答案為：吸收多余的NO、NO₂，防止污染環(huán)境；
（4）根據(jù)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，則對應(yīng)的非金屬元素的非金屬性越強(qiáng)可知，將裝置D中試劑換成硅酸鈉溶液，就可以利用該實驗證明碳、氮、硅三種非金屬元素的非金屬性強(qiáng)弱，
故答案為：Na₂SiO₃；最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱．

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