Question

11．化學實驗要符合“綠色化學”理念．某實驗小組對“銅與濃硝酸反應”進行了探究性實驗．試回答下列問題：

（1）寫出銅和濃硝酸反應的離子方程式：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2H₂O+NO₂↑
（2）與裝置Ⅰ相比，裝置Ⅱ的優(yōu)點是無氮的氧化物逸出，可避免環(huán)境污染，裝置Ⅲ除具有裝置Ⅱ的優(yōu)點外，還具有的優(yōu)點是可使反應隨時進行，隨時停止．
（3）在裝置Ⅲ中，若使NO₂氣體充滿燒瓶，應先關閉彈簧夾c，再打開彈簧夾ab；當氣體充滿燒瓶后，將銅絲提起，然后把a、b、c都關閉，并把燒瓶置于沸水中，下列情況不變的是BD．
A．顏色  B．質(zhì)量  C．氣體的平均相對分子質(zhì)量  D．密度  E．壓強
（4）為了驗證NO₂與水的反應，欲使燒杯中的水進入燒瓶的操作是關閉a和c，打開b，對燒瓶進行水浴加熱，待氣體不再放出時關閉b，停止加熱，打開c．

Answer 1

分析 （1）銅和足量濃硝酸反應生成硝酸銅和二氧化氮和水；
（2）對生成的氮氧化物吸收防止污染空氣，裝置Ⅲ無污染，隨時進行和停止；
（3）在裝置Ⅲ中，若使NO₂氣體充滿燒瓶應關閉c，打開ab，過量二氧化氮可以被氫氧化鈉溶液吸收；
根據(jù)此步驟是為了NO₂氣體充滿②試管；根據(jù)存在反應2NO₂?N₂O₄是化學平衡，結(jié)合平衡移動原理分析；
（4）驗證NO₂與水的反應，欲使燒杯中的水進入燒瓶，需要讓二氧化氮與水接觸發(fā)生反應．

解答 解：（1）銅和足量濃硝酸反應的離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2H₂O+NO₂↑；
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2H₂O+NO₂↑；
（2）乙裝置能吸收NO₂氣體，所以無氮的氧化物逸出，可避免環(huán)境污染；C裝置能控制反應，可使反應隨時進行，隨時停止，
故答案為：無氮的氧化物逸出，可避免環(huán)境污染；可使反應隨時進行，隨時停止；
（3）為了NO₂氣體充滿②試管，應先關閉c，然后打開a、b，
在25度時試管中的二氧化氮會轉(zhuǎn)化為四氧化二氮，2NO₂（g）?N₂O₄（g）（正反應為放熱反應），若把試管置于100度的沸水中．
A．由于該反應是放熱反應，置于100℃的沸水中，平衡會逆向移動，NO₂增多，那么顏色會變深，故A錯誤；
B．根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，物質(zhì)的總質(zhì)量不變，故B正確；
C．二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，氣體的總質(zhì)量不變，物質(zhì)的量改變，所以平均摩爾質(zhì)量改變，故C錯誤；
D．根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，物質(zhì)的總質(zhì)量不變，試管的容積不變，所以氣體的密度始終不變，故D正確；
E．二氧化氮轉(zhuǎn)化前后，氣體的物質(zhì)的量改變，所以壓強改變，故E錯誤；
故答案：c；ab；BD．
（4）為了讓二氧化氮與水接觸發(fā)生反，關閉a和c，打開b，對燒瓶進行水浴加熱，待氣體不再放出時關閉b，停止加熱，打開c，
故答案為：關閉a和c，打開b，對燒瓶進行水浴加熱，待氣體不再放出時關閉b，停止加熱，打開c．

點評 本題考查了氮氧化合物的性質(zhì)等知識點，難度中等，易錯題是（3）題，容易忽略二氧化氮和四氧化二氮之間的轉(zhuǎn)化，溫度對該反應的影響，錯誤的認為二氧化氮和沸水反應生成硝酸和一氧化氮，導致選擇錯誤．