Question

【題目】加熱硝酸銅[Cu(NO3)2]可以制取氧化銅。用圖1裝置加熱藍色硝酸銅固體。發(fā)現(xiàn)固體由藍色逐漸變黑，同時產(chǎn)生紅棕色有刺激性氣味的氣體，帶火星的木條復燃。

[提出問題]硝酸銅加熱生成什么氣體?

[查閱資料]①含氮化合物中，只有二氧化氮是紅棕色、有刺激性氣味的氣體

②二氧化氮密度大于空氣，具有助燃性，…………

[猜想假設]猜想一:生成氣體是(填寫化學式)________________。

猜想二:生成氣體是二氧化氮和氧氣

[進行實驗]在圖1的試管和集氣瓶之間連接圖2所示裝置，重新加熱硝酸銅；

[實驗現(xiàn)象]________________。

[實驗結論]猜想二正確:寫出有關化學反應文字表達式:________________。

[反思與評價](1)根據(jù)圖2裝置補充參閱資料②中“………..”NO2的性質是________________。

(2)化學反應前后原子個數(shù)不變，經(jīng)計算生成二氧化氮與氧氣的分子個數(shù)比為4:1;已知相同狀況下，氣體的體積比等于其分子個數(shù)比。據(jù)此，同學們認為，即使沒有資料②，依據(jù)實驗結論和“加熱硝酸銅產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復燃”的實驗現(xiàn)象,也能推出二氧化氮可能具有助燃性。理由是________________。

[實驗延伸]取制取的氧化銅0.2g,加入5mL5%的雙氧水中，發(fā)現(xiàn)立即產(chǎn)生大量氣泡，帶火星木條復燃;氧化銅是否為反應催化劑?請補充實驗證明。

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
_______________	__________________	氧化銅在反應前后質量化學性質不變，是雙氧水制取氧氣的催化劑。
________________	_________________

Answer 1

【答案】NO2 含冰制冷劑中的U型管中出現(xiàn)紅棕色液體；集氣瓶中收集的氣體無色，帶火星木條復燃，試管中藍色固體逐漸變黑 沸點低、易液化 生成氣體中氧氣體積分數(shù)為20%與空氣中氧氣體積分數(shù)接近，但帶火星木條在空氣中不復燃，說明NO2可能有助燃性。 實驗結束后，將氧化銅過濾出，洗凈、干燥、稱量 氧化銅質量仍為0.2g 將上一步中分離出的氧化銅，繼續(xù)加入5mL5%的雙氧水中 立即產(chǎn)生大量氣泡，帶火星木條復燃

【解析】

猜想假設：加熱硝酸銅[Cu(NO3)2]，發(fā)現(xiàn)固體由藍色逐漸變黑，同時產(chǎn)生紅棕色有刺激性氣味的氣體，帶火星的木條復燃，說明生成氣體有NO2，故猜想一：生成氣體是：NO2；

進行實驗：在圖1的試管和集氣瓶之間連接圖2所示裝置，重新加熱硝酸銅；

實驗結論為：猜想二正確，猜想二為：生成氣體是二氧化氮和氧氣，由于二氧化氮和氧氣都具有助燃性，因此經(jīng)過含冰制冷劑中的U型管中時，二氧化氮和氧氣分離，二氧化氮會液化留在U型管中，集氣瓶中收集的氣體為無色的氧氣，氧氣具有助燃性，能使集氣瓶口帶火星的木條復燃，試管中固體由藍色逐漸變黑，說明生成了氧化銅，故實驗現(xiàn)象為：含冰制冷劑中的U型管中出現(xiàn)紅棕色液體；集氣瓶中氣體呈無色，帶火星木條復燃，試管中固體由藍色逐漸變黑；

由此可知，硝酸銅加熱分解為氧化銅、二氧化氮和氧氣，該反應的文字表達式為：；

反思與評價：（1）混合氣體經(jīng)過含冰制冷劑中的U型管中時，二氧化氮和氧氣分離，二氧化氮液化留在U型管中，說明二氧化氮具有的性質是：沸點低，易液化；

（2）生成氣體中，二氧化氮與氧氣的體積比為4：1，氧氣占混合氣體體積的20%，與空氣中氧氣體積分數(shù)接近，在空氣中帶火星的木條不復燃，說明二氧化氮可能具有助燃性；

實驗延伸：根據(jù)實驗結論：氧化銅在反應前后質量、化學性質不變，是雙氧水制取氧氣的催化劑，故設計實驗證明氧化銅反應前后，質量、化學性質不變即可，故實驗操作：實驗結束后，將氧化銅過濾出，洗凈、干燥、稱量，實驗現(xiàn)象：氧化銅的質量仍為0.2g；

實驗操作：將上一步中分離出的氧化銅，繼續(xù)加入5mL5%的雙氧水中，實驗現(xiàn)象：立即產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復燃，說明氧化銅反應前后質量、化學性質不變。