Question

【題目】某興趣小組設(shè)計(jì)出如圖所示裝置來(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____________________________。

(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_________。

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

(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

【答案】 檢查裝置氣密性 Cu＋4HNO3(濃) = Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡 丙 耗酸量最少，無(wú)污染 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】考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，（1）此操作步驟，是實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行的，因此此操作目的是檢驗(yàn)裝置氣密性；（2）發(fā)生Cu和濃硝酸反應(yīng)，即反應(yīng)方程式為Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，加入蒸餾水，硝酸濃度降低，反應(yīng)速率變換，銅和稀硝酸反應(yīng)生成NO，因此氣體顏色變淺；（3）甲：銅和濃硝酸反應(yīng)生成NO2，NO2有毒，污染空氣，不符合綠色化學(xué)理念；乙：銅和稀硝酸反應(yīng)生成NO，NO有毒，污染空氣，不符合綠色理念；丙：Cu和氧氣反應(yīng)生成CuO，CuO與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和H2O，不產(chǎn)生污染物，消耗硝酸的量少，符合綠色理念；（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中發(fā)生2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O，有氯氣產(chǎn)生，現(xiàn)象是產(chǎn)生黃綠色氣體，d中發(fā)生Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，d中溶液變?yōu)辄S棕色，氯氣和液溴有毒，沒(méi)有處理尾氣裝置。