Question

某興趣小組設(shè)計(jì)出右圖所示裝置來(lái)改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。

（1）實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒(méi)長(zhǎng)導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是                             。

（2）在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸。c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是              

     。再由a向c中加2 mL蒸餾水，c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是                            。

方案	反應(yīng)物
甲	Cu、濃HNO3
乙	Cu、稀HNO3
丙	Cu、O2、稀HNO3

（3）右表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是                。理由是_____________。

（4）該小組還用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂。操作步驟為            ，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為             ；但此實(shí)驗(yàn)的不足之處是                 。

Answer 1

（1）檢查裝置氣密性。

（2）Cu+4HNO₃(濃)Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O   反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡。

（3）丙；耗酸量最少，無(wú)污染。

（4）向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO₄，由a向c中加入濃鹽酸；c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色；沒(méi)有處理尾氣。

解析：

解析:

（1）根據(jù)題目的敘述可以知道，這樣操作的目的是檢驗(yàn)裝置的氣密性，按題目所述若d試管內(nèi)有氣泡，且冷卻后導(dǎo)管中有一段水柱，說(shuō)明氣密性良好。

（2）c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸時(shí)發(fā)生反應(yīng)為Cu+4HNO₃ (濃)Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O；若再由a向c中加2 mL蒸餾水，濃硝酸的濃度變小，所以反應(yīng)變得緩慢、產(chǎn)生的氣體顏色變淺。

（3）甲方案制取硝酸銅的反應(yīng)方程式為Cu+4HNO₃ (濃)Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O，乙方案制取硝酸銅的反應(yīng)方程式為3Cu+8HNO₃ (稀)3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O，丙制取硝酸銅的反應(yīng)方程式為2Cu＋O₂＋2HNO₃2Cu(NO₃)₂。比較這三種方案的化學(xué)方程式可以發(fā)現(xiàn)均制取1molCu(NO₃)₂時(shí)消耗硝酸的量分別為4mol 、mol 、1mol ，丙方案消耗的硝酸的量最少且不產(chǎn)生污染。

（4）若用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可以得出應(yīng)先用KMnO₄制Cl₂，再用Cl₂制Br₂。所以實(shí)驗(yàn)的操作步驟為向d中加入KBr溶液，c中

加入固體KMnO₄，由a向c中加入濃鹽酸；其中實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色。但是由于Cl₂和Br₂均為有毒的氣體，所以需要尾氣處理。