(2010?沈陽二模)在研究性學習中,某實驗小組進行了銅與稀硝酸反應(yīng)的實驗探究.有三位學生設(shè)計了以下三種實驗方案.如圖所示:
(1)寫出稀硝酸與銅反應(yīng)的化學方程式
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
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(2)甲同學用圖1裝置進行實驗,在圓底燒瓶中加入20mL 6mol/L HNO
3和2g薄銅片,在反應(yīng)開始時,可觀察到水槽內(nèi)的導管中水面先慢慢上升到一定高度,此后又回落,然后有氣泡從導管口冒出.試說明產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因
由于反應(yīng)開始時產(chǎn)生的NO與燒瓶內(nèi)空氣中O2作用生成NO2,NO2溶于水并與水反應(yīng)使裝置內(nèi)氣壓減小,水倒吸入至一定高度后,當燒瓶中的氧氣全部消耗后,生成的NO排出導管口,即有氣泡產(chǎn)生
由于反應(yīng)開始時產(chǎn)生的NO與燒瓶內(nèi)空氣中O2作用生成NO2,NO2溶于水并與水反應(yīng)使裝置內(nèi)氣壓減小,水倒吸入至一定高度后,當燒瓶中的氧氣全部消耗后,生成的NO排出導管口,即有氣泡產(chǎn)生
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(3)乙同學將甲的實驗進行了改進,采用了圖2裝置進行實驗.
①在實驗中,要使B中的氣體始終保持無色,其操作是
先關(guān)閉a,開啟b和c一段時間,再關(guān)b開a
先關(guān)閉a,開啟b和c一段時間,再關(guān)b開a
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②如果開啟a和c,關(guān)閉b,裝置里液面上空間的體積為VmL,空氣中氧氣的體積分數(shù)為21%,實驗在標準狀況下進行,全部氧氣通過反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硝酸;實驗開始時加入的銅為mg,實驗完畢后剩余的銅為ng,所得溶液體積也是VmL.則所得溶液的物質(zhì)的量濃度是
0.0125mol?L-1
0.0125mol?L-1
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(4)丙同學采用圖3裝置進行實驗,將活塞打開,從U形管的長管口注入稀硝酸,一直注到U形管短管中充滿液體時,立即關(guān)閉活塞.銅與稀硝酸開始反應(yīng)產(chǎn)生NO氣體.
①當
硝酸與銅絲脫離接觸
硝酸與銅絲脫離接觸
時反應(yīng)、自動停止,在
U形管短管上部(或U形管左管上部)
U形管短管上部(或U形管左管上部)
處觀察到無色的NO氣體.
②為了證明Cu與稀HNO
3反應(yīng)生成的氣體是NO,而不是N
2,需要的簡單操作是
再將分液漏斗的活塞慢慢打開,在分液漏斗中觀察到氣體由無色變?yōu)榧t棕色
再將分液漏斗的活塞慢慢打開,在分液漏斗中觀察到氣體由無色變?yōu)榧t棕色
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③圖3裝置與圖1、圖2裝置相比,優(yōu)點是
能探究出銅與稀硝酸反應(yīng)生成物為NO,且可以驗證NO被氧化成NO2的過程)
能探究出銅與稀硝酸反應(yīng)生成物為NO,且可以驗證NO被氧化成NO2的過程)
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