Question

下圖甲是課本中驗證銅和濃硝酸反應的裝置，乙、丙是師生對演示實驗改進后的裝置：
（1）寫出銅和濃硝酸反應的離子方程式

Cu+4H⁺+2NO₃^_=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O

．
（2）和甲裝置相比，乙裝置的優(yōu)點有

①可以控制反應②吸收NO₂氣體，防止污染環(huán)境；

（3）為了進一步驗證NO₂和水的反應，某學生設計了丙裝置，做實驗時先關閉彈簧夾

c

，再打開彈簧夾

a、b

，才能使NO₂氣體充滿②試管．
（4）當氣體充滿②試管后，將銅絲提起與溶液脫離，欲使燒杯中的水進入②試管應如何操作

先關閉b，再關閉a，然后打開c，用手捂�。�熱水、熱毛巾、加熱）試管②

．
（5）②試管中的NO₂和水充分反應后，所得溶液物質(zhì)的量濃度的最大值是

1/22.4mol?L^-1或0.045mol?L^-1

（氣體體積按標準狀況計算）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水；
（2）根據(jù)反應可控制，隨時可以停止；根據(jù)反應無污染物
（3）根據(jù)此步驟是為了NO₂氣體充滿②試管；
（4）讓二氧化氮與水接觸發(fā)生反應；
（5）根據(jù)NO₂和水反應，設試管的容積為VL，求出溶質(zhì)的物質(zhì)的量及溶液的體積；

解答：解：（1）因銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^_=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）乙裝置能使反應可控制，隨時可以停止，同時吸收NO₂氣體，防止污染環(huán)境，
故答案為：①可以控制反應②吸收NO₂氣體，防止污染環(huán)境；
（3）為了NO₂氣體充滿②試管，應先關閉c，然后打開a、b，故答案：關閉c；a、b；
（4）為了讓二氧化氮與水接觸發(fā)生反，應先關閉b，再關閉a，然后打開c，用手捂�。�熱水、熱毛巾、加熱）試管②，故答案為：先關閉b，再關閉a，然后打開c，用手捂�。�熱水、熱毛巾、加熱）試管②（合理答案均給分）；  
（5）設試管的容積為VL，根據(jù)NO₂和水反應：3NO₂ +H₂O=2HNO₃ +NO
                                       

V

22.4

          

V

22.4

×

2

3

反應后溶液中的溶質(zhì)HNO₃的物質(zhì)的量為 

V

22.4

×

2

3

mol，溶液的體積為V×

2

3

L，
所以溶液物質(zhì)的量濃度為：

1

22.4

mol?L^-1=0.045mol?L^-1，
故答案為：0.045mol?L^-1．

點評：本題主要考查了銅和濃硝酸的反應，同時考查了溶液濃度的計算，培養(yǎng)了學生計算能力．