Question

【題目】某同學(xué)利用下列實(shí)驗(yàn)裝置圖探究銅與稀硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物并進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)（假設(shè)藥品足量），請(qǐng)回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)室用金屬銅和稀硝酸制取NO氣體的離子方程式為_______________________。

(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，該同學(xué)進(jìn)行了如下的操作步驟，正確的順序是__________(填選項(xiàng)序號(hào))

①打開活塞與止水夾

②U形管右側(cè)酸液與銅絲分離后，打開活塞

③檢查氣密性，組裝好其它部分儀器

④從長(zhǎng)頸漏斗往U形管中注入稀硝酸至與橡皮塞下端齊平

⑤關(guān)閉活塞與止水夾

(3)第(2)題中操作④的目的是________________________________________。

(4)上述實(shí)驗(yàn)過程中長(zhǎng)頸漏斗所起的作用是______________________________。

(5)能證明稀硝酸與銅反應(yīng)還原產(chǎn)物是NO氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____________(填選項(xiàng)字母)。原因是____________________________（用化學(xué)方程式表示）。

A.U形管右側(cè)中收集到無色氣體

B.U形管右側(cè)產(chǎn)生的無色氣體進(jìn)入圓底燒瓶后接觸空氣變?yōu)榧t棕色

C.U形管中溶液顏色變成藍(lán)色

Answer 1

【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O ③①④⑤② 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 接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出 B 2NO+O2=2NO2

【解析】

（1）銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮、水；

（2）該實(shí)驗(yàn)為探究銅與稀硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物并進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w，所以連接裝置后先進(jìn)行檢查氣密性，原理是利用活塞與止水夾構(gòu)成封閉體系，根據(jù)裝置內(nèi)外的壓強(qiáng)差形成水柱或氣泡判斷，然后進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證銅與稀硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物是NO而不是NO2，生成的氣體不能與空氣接觸，應(yīng)先打開活塞再從右側(cè)加稀硝酸，排盡裝置內(nèi)的空氣，據(jù)此分析操作步驟；

（3）裝置中殘留空氣，反應(yīng)產(chǎn)物一氧化氮易與空氣中的氧氣反應(yīng)，需用反應(yīng)產(chǎn)生的氣體趕走裝置中的空氣；

（4）長(zhǎng)頸漏斗球形部分空間較大，能起緩沖作用，接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出；

（5）NO是無色氣體，NO遇空氣中氧氣生成NO2氣體，NO2是紅棕色的氣體，稀硝酸與Cu反應(yīng)生成NO氣體，右側(cè)壓強(qiáng)增大，右側(cè)產(chǎn)生的無色氣體進(jìn)入圓底燒瓶后接觸空氣變?yōu)榧t棕色，說明還原產(chǎn)物是NO。

（1）銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮、水，反應(yīng)離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（2）該實(shí)驗(yàn)為探究銅與稀硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物并進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w，所以連接裝置后先進(jìn)行檢查氣密性（③），然后打開活塞與止水夾（①），從長(zhǎng)頸漏斗往U形管中注入稀硝酸至與橡皮塞下端齊平（④），銅和稀硝酸反應(yīng)，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，關(guān)閉活塞與止水夾（⑤），U形管右側(cè)酸液與銅絲分離后，打開活塞（②），反應(yīng)結(jié)束，所以操作步驟為：③①④⑤②；

（3）裝置中殘留空氣，反應(yīng)產(chǎn)物一氧化氮易與空氣中的氧氣反應(yīng)，操作④從長(zhǎng)頸漏斗往U形管中注入稀硝酸至與橡皮塞下端齊平，銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮，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；

（4）該實(shí)驗(yàn)銅和稀硝酸反應(yīng)，生成的NO是無色難溶于水的氣體，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大，用長(zhǎng)頸漏斗能接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出，

故答案為：接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出；

（5）NO是無色難溶于水的氣體，若稀硝酸與Cu反應(yīng)生成NO氣體，右側(cè)壓強(qiáng)增大，右側(cè)產(chǎn)生的無色氣體進(jìn)入圓底燒瓶后接觸空氣，NO遇空氣中氧氣反應(yīng)2NO+O2=2NO2，生成紅棕色的NO2氣體，所以U形管右側(cè)產(chǎn)生的無色氣體進(jìn)入圓底燒瓶后接觸空氣變?yōu)榧t棕色，能證明稀硝酸與銅反應(yīng)還原產(chǎn)物是NO，

故答案為：B；2NO+O2=2NO2。