Question

某研究性學(xué)習(xí)小組為完成濃硝酸、稀硝酸、NO₂、NO的部分實驗，并有效地防止NO₂、NO的污染。設(shè)計了如下圖所示的裝置進行實驗。

先將適量塊狀CaCO₃和過量銅片放入底部開一小孔的試管中，塞上塞子（連有帶活塞的導(dǎo)氣管），如圖A所示，再將試管放入盛有適量鹽酸的燒杯中，打開活塞，發(fā)生反應(yīng)：CaCO₃+2HCl====CaCl₂+H₂O+CO₂↑，用產(chǎn)生的CO₂排盡試管內(nèi)的空氣。
（1）待CaCO₃反應(yīng)完全后，關(guān)閉活塞，在導(dǎo)氣管上套一排盡空氣的氣球，然后將試管放入盛有濃硝酸的大試管中，如圖B所示。再打開活塞，觀察到的現(xiàn)象是_________________。上述現(xiàn)象說明____________________________________________________。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________________________。
（2）上述反應(yīng)進行一段時間后，關(guān)閉活塞，迅速將帶小孔的試管取出，放入盛有適量水的燒杯中，如圖C所示，再打開活塞，觀察到的現(xiàn)象是_______________________________。
（3）關(guān)閉活塞，迅速將試管取出，放入盛有足量NaOH溶液的燒杯中，如圖D所示。打開活塞，NO、NO₂與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)：2NaOH+NO+NO₂====2NaNO₂+H₂O，氣球逐漸變小，試管內(nèi)液面上升。NO不能單獨與NaOH溶液反應(yīng)，若要將氮的氧化物完全吸收，應(yīng)該如何操作？___________________________________________________。

Answer 1

（1）銅片逐漸溶解，產(chǎn)生紅棕色氣體，氣球逐漸膨脹，大試管中液體變?yōu)樗{(lán)色，燒杯內(nèi)析出固體 銅與濃硝酸反應(yīng)生成NO₂氣體和Cu(NO₃)₂藍(lán)色溶液，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)  Cu+4H⁺+2====Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O
(2)先看到氣球逐漸變小，氣體顏色逐漸變淡，燒杯內(nèi)溶液變?yōu)闇\藍(lán)色，后氣球慢慢膨脹
（3）取下氣球，打開活塞（待試管內(nèi)液面降到與燒杯中液面相平時），關(guān)閉活塞（此時試管內(nèi)液面上升，氣體顏色逐漸變淡）。重復(fù)上述操作至打開活塞不再出現(xiàn)紅棕色為止

根據(jù)題意弄清各儀器、試劑的作用是解題的關(guān)鍵。裝置A相當(dāng)于一個簡易啟普發(fā)生器，用CO₂排盡試管內(nèi)的空氣的目的是避免NO被空氣氧化成NO₂而產(chǎn)生干擾；裝置B中燒杯中飽和石灰水與反應(yīng)無關(guān)，但可利用Ca(OH)₂的溶解性的特殊性來檢驗反應(yīng)是否放熱；裝置C中水可與氣球內(nèi)NO₂反應(yīng)3NO₂+H₂O====2HNO₃+NO，HNO₃再與Cu反應(yīng)8HNO₃+3Cu====3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O,因此氣球先變小后回脹；裝置D中NaOH可吸收NO₂、NO混合氣體，但不單獨與NO反應(yīng)，必須使NO與空氣接觸氧化成NO₂再吸收。