Question

(07年重慶卷)（16分）某興趣小組設(shè)計(jì)出題27圖所示裝置來改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。

 

 

 

（1）實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是。

（2）在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸。c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____  。再由a向c中加2 mL蒸餾水，c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________   。

（3）題27表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是________  。理由是_____________。

（4）該小組還用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂。操作步驟為            ，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為             ；但此實(shí)驗(yàn)的不足之處是                 。

 

Answer 1

答案：（1）檢查裝置氣密性。

（2）Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O

反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡。

（3）丙；耗酸量最少，無污染。

（4）向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO₄，由a向c中加入濃鹽酸；c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色；沒有處理尾氣。

解析：（1）根據(jù)題目的敘述可以知道，這樣操作的目的是檢驗(yàn)裝置的氣密性，按題目所述若d試管內(nèi)有氣泡，且冷卻后導(dǎo)管中有一段水柱，說明氣密性良好。

（2）c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸時(shí)發(fā)生反應(yīng)為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；若再由a向c中加2 mL蒸餾水，濃硝酸的濃度變小，所以反應(yīng)變得緩慢、產(chǎn)生的氣體顏色變淺。

（3）甲方案制取硝酸銅的反應(yīng)方程式為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，乙方案制取硝酸銅的反應(yīng)方程式為3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，丙制取硝酸銅的反應(yīng)方程式為2Cu＋O₂＋2HNO₃=2Cu(NO₃)₂。比較這三種方案的化學(xué)方程式可以發(fā)現(xiàn)均制取1mol Cu(NO₃)₂時(shí)消耗硝酸的量分別為4mol 、mol 、1mol ，丙方案消耗的硝酸的量最少且不產(chǎn)生污染。

（4）若用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可以得出應(yīng)先用KMnO₄制Cl₂，再用Cl₂制Br₂。所以實(shí)驗(yàn)的操作步驟為向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO₄，由a向c中加入濃鹽酸；其中實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色。但是由于Cl₂和Br₂均為有毒的氣體，所以需要尾氣處理。

高考考點(diǎn):實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。

易錯(cuò)提醒:對(duì)于氣密性的檢驗(yàn)方法不會(huì)而導(dǎo)致第（1）題弄錯(cuò)；語言組織能力較差導(dǎo)致第（3）、（4）題的回答不標(biāo)準(zhǔn)，回答不到點(diǎn)上。

 

備考提示:新情景實(shí)驗(yàn)、綜合試驗(yàn)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)為三位一體的關(guān)系――基解決較為陌生、綜合程度高、能力要求全面的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)題。題中的新情景往往是那些易于為學(xué)生所接受的知識(shí)，具有指令性強(qiáng)的特點(diǎn)，此類題目從操作、藥品、儀器、縣鄉(xiāng)、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)諸多方面進(jìn)行挖掘。這實(shí)驗(yàn)題在歷年高考中均有出現(xiàn)，在備考復(fù)習(xí)時(shí)除應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)熟練掌握外，還應(yīng)對(duì)涉及一些綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)習(xí)題，當(dāng)然也不能忽略以教材試驗(yàn)為基礎(chǔ)的優(yōu)化重組實(shí)驗(yàn)。