Question

為了證明銅與稀硝酸反應產(chǎn)生的是NO，某校學生實驗小組設計了一個實驗，其裝置如下圖所示（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是用于鼓入空氣的打氣球。

（1）實驗時，為在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，必須事先除去其中的空氣。其中第一步實驗操作為：                                                。從裝置的設計看，確定E中空氣已被趕盡的實驗現(xiàn)象是：______     ________。

（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，其反應的離子方程式為                                                       。有人認為E中收集到的可能是H₂而不是NO，如何證明？

                                                               

（3）實驗過程中，發(fā)現(xiàn)在未鼓入空氣的情況下，E中就產(chǎn)生紅棕色。有人認為是由裝置E部分設計不當造成的。你認為裝置應改進的地方是

                                                         。

（4）裝置D的作用是                                           。

 

Answer 1

【答案】

(12分)（1）將裝CaCO₃的干燥管下移與稀硝酸反應生成二氧化碳（2分）

C處出現(xiàn)白色沉淀(2分)

(2) 3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－＝3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O(2分)

用F向E中鼓入空氣，E內(nèi)氣體由無色變成紅棕色(2分)；

（3）應左導管短，右導管長才有利于排盡空氣(2分)

（4）吸收多余的尾氣，防止污染環(huán)境(2分)

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)裝置的特點可知，要排盡裝置中的空氣，則正確的操作應該是把盛有碳酸鈣的干燥管伸入A裝置中的稀硝酸里，二者發(fā)生反應產(chǎn)生CO₂，由于CO₂的密度比空氣大，就能把裝置系統(tǒng)內(nèi)的空氣排出。當裝置中空氣完全被排盡后，CO₂將進入C裝置，從而產(chǎn)生白色沉淀碳酸鈣，據(jù)此可以確定E中空氣已被趕盡。

（2）稀硝酸和銅反應生成NO的化學方程式是3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－＝3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O。由于NO極易被空氣氧化生成紅棕色的NO₂氣體，據(jù)此可以檢驗。即用雙連打氣球向E中打入空氣，如果E中氣體能由無色變?yōu)榧t棕色，說明E中收集到的氣體是NO而不是H₂。

（3）在排除E裝置中的空氣時，因為CO₂的密度比空氣大，E裝置中進氣導管短出氣導管長，這樣便于把E中空氣排出；在E裝置中收集NO氣體時，因為NO的密度比CO₂的密度小，E裝置中進氣導管長出氣導管短，有利于把E裝置中的CO₂排出。

（4）由于生成的氣體有毒，需要進行尾氣處理，NaOH溶液的作用就是吸收尾氣，防止污染空氣。

考點：考查銅稀硝酸反應實驗的有關探究

點評：該題是高考中的常見題型，屬于難度較大的試題。試題綜合性強，側重對學生能力的培養(yǎng)。該題的解題思路是依據(jù)本實驗的目的是制備一氧化氮并檢驗一氧化氮，但一氧化氮在常溫下很容易被空氣中氧氣氧化成二氧化氮。為去掉這一干擾因素，故用碳酸鈣先與稀硝酸反應產(chǎn)生二氧化碳將空氣排盡后再進行實驗。該類試題綜合性強，理論和實踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯(lián)系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。