Question

【題目】某校課外活動(dòng)小組為了探討銅與硝酸的反應(yīng)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。

（1）甲同學(xué)欲探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO，設(shè)計(jì)裝置如圖所示（加熱裝置和固定裝置均已略去）。圖中K為止水夾（處于關(guān)閉狀態(tài)），F是含有一半空氣的注射器。

請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：

①裝置A中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)打開(kāi)止水夾K，當(dāng)裝置C中_________時(shí)，關(guān)閉止水夾K，試分析這樣操作的目的是________，A中反應(yīng)的離子方程式為______________。

②在完成①中的“操作”后，將裝置B中銅絲插入稀硝酸，并微熱之，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是__________________，B中反應(yīng)的離子方程式為____________________。

③為進(jìn)一步證明產(chǎn)物是NO，將注射器F中的空氣推入E中，看到的現(xiàn)象是_________________。

④裝置G的作用是_____________________。

（2）同學(xué)們發(fā)現(xiàn)銅與稀、濃硝酸反應(yīng)所得溶液的顏色不同，并記錄如下：

將1 g細(xì)銅絲放入盛有10 mL的1 mol·L-1 HNO3溶液的試管中加熱	銅絲表面有無(wú)色氣體逸出，溶液變?yōu)樘焖{(lán)色
將1 g細(xì)銅絲放入盛有10 mL的14 mol·L-1HNO3溶液的試管中	產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液變?yōu)榫G色，綠色由深到淺，未見(jiàn)到藍(lán)色

有同學(xué)認(rèn)為是銅與濃硝酸反應(yīng)的溶液中溶解了生成的氣體，也有同學(xué)認(rèn)為是溶液中剩余硝酸濃度較大所致，同學(xué)們分別設(shè)計(jì)了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷該看法是否正確，以下方案中可行的是（選填序號(hào)字母）____________。

a. 向上述綠色溶液中通入氮?dú)�，觀察顏色變化

b. 加水稀釋上述綠色溶液，觀察顏色變化

c. 向飽和的硝酸銅溶液中不斷滴加14 mol·L-1HNO3溶液

d. 向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，觀察顏色變化

Answer 1

【答案】 產(chǎn)生白色沉淀 利用生成的CO2將整個(gè)裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和O2反應(yīng)生成NO2，對(duì)氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾 CaCO3 + 2H+ ＝ Ca2+ + CO2↑ + H2O 銅絲上產(chǎn)生氣泡，液面上仍為無(wú)色，溶液變?yōu)樗{(lán)色 3Cu + 8H+ + 2NO3- ＝ 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O 無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色 防倒吸 acd

【解析】（1）由實(shí)驗(yàn)裝置及流程可知，A中發(fā)生硝酸與碳酸鈣的反應(yīng)生成二氧化碳，因燒瓶中有空氣，則生成的NO能與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，利用A裝置反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w趕凈裝置中的空氣避免對(duì)一氧化氮?dú)怏w檢驗(yàn)的干擾；B中發(fā)生Cu與硝酸的反應(yīng)生成NO、硝酸銅，E中收集到無(wú)色氣體NO，利用F充入空氣，可檢驗(yàn)NO的生成；C裝置可檢驗(yàn)二氧化碳充滿B、E裝置；D裝置為尾氣處理裝置，吸收氮的氧化物，防止污染空氣。①裝置A中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)打開(kāi)止水夾K，當(dāng)裝置C中產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，關(guān)閉止水夾K，這樣操作的目的是利用生成的CO2將整個(gè)裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和O2反應(yīng)生成NO2，對(duì)氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾，A中反應(yīng)的離子方程式為CaCO3 + 2H+ ＝ Ca2+ + CO2↑ + H2O 。②在完成①中的“操作”后，將裝置B中銅絲插入稀硝酸，并微熱之，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是銅絲上產(chǎn)生氣泡，液面上仍為無(wú)色，溶液變?yōu)樗{(lán)色，B中反應(yīng)的離子方程式為3Cu + 8H+ + 2NO3- ＝ 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O。③為進(jìn)一步證明產(chǎn)物是NO，將注射器F中的空氣推入E中，看到的現(xiàn)象是無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色。④裝置G的作用是防倒吸。（2）要證明是溶液中剩余硝酸濃度較大或是溶解了NO2導(dǎo)致裝置①中溶液顏色不同，一是可設(shè)計(jì)將溶解的NO2趕走（a方案）再觀察顏色變化，二是增大溶液中NO2濃度（d方案），通過(guò)觀察顏色變化可以判斷；三是向飽和的硝酸銅溶液中不斷滴加14 mol·L-1HNO3溶液（c方案）。故選a c d。