Question

某興趣小組設(shè)計(jì)出如圖所示裝置來改進(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中加水至浸沒長導(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2mL濃硝酸，c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

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

 

．
（3）如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

 

理由是

 

．

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

（4）該小組同學(xué)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．觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

；該小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?div id="hsbyl8e" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

，但此實(shí)驗(yàn)的不足之處是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),硝酸的化學(xué)性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）依據(jù)裝置的氣密性檢查方法分析；
（2）濃硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水；二氧化氮能與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮；
（3）方案丙是利用銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，反應(yīng)過程中無污染氣體生成；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，利用KMnO₄與濃鹽酸反應(yīng)，再利用產(chǎn)生的氯氣與KBr溶液反應(yīng)得到溴，同時(shí)要注意尾氣吸收．

解答： 解：（1）實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c．其目的是檢查裝置的氣密性，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）濃硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；由a向c中加2mL蒸餾水，硝酸進(jìn)行的稀釋，反應(yīng)變緩，同時(shí)二氧化氮能與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，故c中氣體顏色變淺，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡；
（3）方案甲是銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，二氧化氮和水，有污染氣體生成，不能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念；方案乙是稀硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅，一氧化氮和水，有污染氣體生成，不能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念；丙是利用銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，反應(yīng)過程中無污染氣體生成，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念，
故答案為：丙；不產(chǎn)生有污染的氮氧化合物，消耗硝酸量最少；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，利用KMnO₄與濃鹽酸反應(yīng)：2KMnO4KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，則氧化性
KMnO₄＞Cl₂，再利用產(chǎn)生的氯氣與KBr溶液反應(yīng)得到溴：Cl₂+2KBr=2KCl+Br₂，則氧化性Cl₂＞Br₂，所以c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)槌壬�，同時(shí)要注意尾氣吸收，
故答案為：c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)槌壬�；證明氧化性：KMnO₄＞Cl₂＞Br₂；未處理尾氣，污染空氣．

點(diǎn)評：本題是教材中現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)優(yōu)化的設(shè)計(jì)與評價(jià)，難度較大．側(cè)重學(xué)生分析問題、解決問題的能力和綠色化學(xué)的觀點(diǎn)的培養(yǎng)．