Question

6．某校課外小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的是NO而設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)．其裝置如右圖（加熱裝置和

固定裝置均已略去）．圖中K為止水夾（處于關(guān)閉狀態(tài)），F(xiàn)是一半空的注射器，D是尾氣處理裝置．請(qǐng)回答有關(guān)問題：
（1）如何檢查裝置A的氣密性關(guān)閉K，向長頸漏斗中加水至漏斗下端中形成一段液柱，靜置一段時(shí)間，若液面高度保持不變，則氣密性良好．
（2）設(shè)計(jì)裝置A的目的是利用生成的CO₂氣體將裝置中的空氣除盡；為達(dá)此目的，應(yīng)如何操作打開K，將CO₂氣體通入至C中產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，關(guān)閉K．
（3）在（1）中的“操作”后將裝置B中銅絲插入稀硝酸并微熱，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是銅絲上產(chǎn)生氣泡，溶液逐漸變藍(lán)；B中反應(yīng)的離子方程式是3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（4）裝置E和F的作用是驗(yàn)證無色氣體為NO；為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)此作用，其操作方法和現(xiàn)象是推動(dòng)注射器，將F中空氣通入E中，無色氣體變紅．
（5）D部分儀器a的作用是防止液體倒吸．

Answer 1

分析 由實(shí)驗(yàn)裝置及流程可知，A中發(fā)生硝酸與碳酸鈣的反應(yīng)生成二氧化碳，因燒瓶中有空氣，則生成的NO能與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，利用A裝置反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w趕凈裝置中的空氣避免對(duì)一氧化氮?dú)怏w檢驗(yàn)的干擾；B中發(fā)生Cu與硝酸的反應(yīng)生成NO、硝酸銅，E中收集到無色氣體NO，利用F充入空氣，可檢驗(yàn)NO的生成；C裝置可檢驗(yàn)二氧化碳充滿B、E裝置；D裝置為尾氣處理裝置，吸收氮的氧化物，防止污染空氣，
（1）通過氣體發(fā)生器與液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置氣密性的好壞；
（2）因燒瓶中有空氣，則生成的NO能與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，利用A裝置反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w趕凈裝置中的空氣避免對(duì)一氧化氮?dú)怏w檢驗(yàn)的干擾；
（3）銅與稀硝酸反應(yīng)生成Cu²⁺和NO氣體，NO無色，銅離子為藍(lán)色，將裝置B中銅絲插入稀硝酸并微熱，觀察到裝置B中銅絲上產(chǎn)生氣泡，溶液逐漸變藍(lán)；
（4）無色的NO遇空氣被氧化成紅色的NO₂，可以通過這一點(diǎn)檢驗(yàn)NO；
（5）極易溶于水的氣體，若吸收時(shí)導(dǎo)管伸入水中，由于氣體溶于水，導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)急劇降低，外界大氣壓壓著液體進(jìn)入，產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，倒扣的漏斗，球形部分空間大，可防止倒吸．

解答 解：（1）利用壓強(qiáng)差檢查裝置A的氣密性，具體操作為：關(guān)閉K，向長頸漏斗中加水至漏斗下端中形成一段液柱，靜置一段時(shí)間，若液面高度保持不變，則氣密性良好，
故答案為：關(guān)閉K，向長頸漏斗中加水至漏斗下端中形成一段液柱，靜置一段時(shí)間，若液面高度保持不變，則氣密性良好；
（2）因NO與氧氣反應(yīng)發(fā)生2NO+O₂=2NO₂，生成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w，為排除對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，利用生成的CO₂將整套裝置內(nèi)的空氣趕盡，以排除對(duì)Cu與稀HNO₃反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物觀察的干擾，當(dāng)裝置C中產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，可停止通入二氧化碳，
故答案為：利用生成的CO₂氣體將裝置中的空氣除盡；打開K，將CO₂氣體通入至C中產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，關(guān)閉K；
（3）因銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水，其離子反應(yīng)為3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，NO無色，銅離子為藍(lán)色，觀察到氣泡冒出和溶液變?yōu)樗{(lán)色，
故答案為：銅絲上產(chǎn)生氣泡，溶液逐漸變藍(lán)；3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）將F中的空氣推入E中，發(fā)生2NO+O₂=2NO₂，E中無色氣體變?yōu)榧t棕色，證明NO存在，則裝置E和F的作用是驗(yàn)證NO的生成，
故答案為：驗(yàn)證無色氣體為NO；推動(dòng)注射器，將F中空氣通入E中，無色氣體變紅；
（5）NO、NO₂都有毒，能污染環(huán)境，氮的氧化物能被NaOH溶液吸收，裝置D的作用為吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣，D部分儀器a為倒扣的漏斗，球形部分空間大，可防止倒吸，
故答案為：防止液體倒吸．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)裝置的作用、發(fā)生的反應(yīng)及NO易被氧化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度中等．