Question

16．用圖中的簡易裝置可以進(jìn)行氣體的發(fā)生和收集．
（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)如何檢查該裝置的氣密性？把導(dǎo)管b的下端浸入水中，用手緊握捂熱試管a，導(dǎo)管中會(huì)有氣泡冒出，松手后，水又會(huì)回升到導(dǎo)管b中
（2）撥開試管a的橡皮塞，加入10ml6mol•L^-1稀HNO₃和1g薄銅片，立即將帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口，反應(yīng)開始時(shí)速度緩慢，逐漸加快，請(qǐng)寫出試管a中所發(fā)生的所有反應(yīng)的方程式①3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；②2NO+O₂=2NO₂；③3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
（3）從反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束，預(yù)期試管a中可觀察到哪些現(xiàn)象？請(qǐng)依次逐一寫出．①銅片和稀HNO₃反應(yīng)，有無色氣泡產(chǎn)生，開始緩慢后來加快；②試管上部氣體由無色變?yōu)闇\棕色，又變?yōu)闊o色；③試管a中的溶液由無色變?yōu)闇\藍(lán)色；④反應(yīng)結(jié)束后，銅片全部消耗完
（4）在反應(yīng)開始時(shí)，可觀察到導(dǎo)管b中的水面先沿導(dǎo)管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有氣泡從管口冒出．試說明反應(yīng)開始時(shí)，導(dǎo)管中水面先上升的原因由于反應(yīng)開始時(shí)產(chǎn)生的NO和試管a上部空氣中的O₂作用生成NO₂，而NO₂又易溶于水并與水反應(yīng)，使裝置內(nèi)氣體的壓強(qiáng)暫時(shí)減小，所以導(dǎo)管中的水面會(huì)先上升到一定高度，此后又落回．等到試管上部空氣中的O₂消耗完以后，NO就會(huì)從管口冒出．
（5）試管c收集滿氣體后，用拇指堵住管口，取出水槽，將管口向上，松開拇指，片刻后，再次堵住管口，將試管又再倒置于水槽中，松開拇指，此時(shí)可觀察到什么現(xiàn)象？松開拇指后NO與空氣中的氧氣反應(yīng)：2NO+O₂=2NO₂，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，導(dǎo)致氣體體積減小，液面上升，試管內(nèi)氣體又變?yōu)闊o色．

Answer 1

分析 （1）由該裝置圖可知，采用“微熱法”檢驗(yàn)氣密性；
（2）Cu和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水，NO易被氧氣氧化生成二氧化氮；
（3）由發(fā)生的反應(yīng)3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、2NO+O₂=2NO₂可知，銅片逐漸變小直至消失，溶液中有無色氣泡產(chǎn)生，該氣體在試管上部變?yōu)榧t棕色，試管中的溶液由無色變?yōu)闇\藍(lán)色；
（4）生成NO可與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，且二氧化氮易溶于水且與水反應(yīng)，可導(dǎo)致壓強(qiáng)減��；
（5）松開拇指后NO與空氣中的氧氣反應(yīng)：2NO+O₂=2NO₂，而生成NO₂，再投入水中時(shí)發(fā)生反應(yīng)：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，導(dǎo)致氣體體積減小，液面上升．

解答 解：（1）由該裝置圖可知，采用“微熱法”檢驗(yàn)氣密性，步驟為：把導(dǎo)管b的下端浸入水中，用手握住試管a，若b導(dǎo)管口處有氣泡冒出，放手后在導(dǎo)管b中形成一段水柱，則證明裝置氣密性良好，
故答案為：把導(dǎo)管b的下端浸入水中，用手緊握捂熱試管a，導(dǎo)管中會(huì)有氣泡冒出，松手后，水又會(huì)回升到導(dǎo)管b中．
（2）Cu和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水，NO易被氧氣氧化生成二氧化氮，所以涉及的反應(yīng)方程式為3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、2NO+O₂=2NO₂、3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：①3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；②2NO+O₂=2NO₂；③3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（3）由發(fā)生的反應(yīng)3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、2NO+O₂=2NO₂可知，銅片逐漸變小直至消失，溶液中有無色氣泡產(chǎn)生，該氣體在試管上部變?yōu)榧t棕色，試管中的溶液由無色變?yōu)闇\藍(lán)色，反應(yīng)結(jié)束后，銅片全部消耗完，
故答案為：①銅片和稀HNO₃反應(yīng)，有無色氣泡產(chǎn)生，開始緩慢后來加快；②試管上部氣體由無色變?yōu)闇\棕色，又變?yōu)闊o色；③試管a中的溶液由無色變?yōu)闇\藍(lán)色；④反應(yīng)結(jié)束后，銅片全部消耗完；
（4）在反應(yīng)開始時(shí)，可觀察到導(dǎo)管b中的水面先沿導(dǎo)管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有氣泡從管口冒出，原因是由于反應(yīng)開始時(shí)產(chǎn)生的NO和試管a上部空氣中的O₂作用生成NO₂，而NO₂又易溶于水并與水反應(yīng)，使裝置內(nèi)氣體的壓強(qiáng)暫時(shí)減小，所以導(dǎo)管中的水面會(huì)先上升到一定高度，此后又落回．等到試管上部空氣中的O₂消耗完以后，NO就會(huì)從管口冒出，
故答案為：由于反應(yīng)開始時(shí)產(chǎn)生的NO和試管a上部空氣中的O₂作用生成NO₂，而NO₂又易溶于水并與水反應(yīng)，使裝置內(nèi)氣體的壓強(qiáng)暫時(shí)減小，所以導(dǎo)管中的水面會(huì)先上升到一定高度，此后又落回．等到試管上部空氣中的O₂消耗完以后，NO就會(huì)從管口冒出；
（5）松開拇指后NO與空氣中的氧氣反應(yīng)：2NO+O₂=2NO₂，而生成NO₂，再投入水中時(shí)發(fā)生反應(yīng)：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，導(dǎo)致氣體體積減小，液面上升，試管內(nèi)氣體又變?yōu)闊o色，
故答案為：松開拇指后NO與空氣中的氧氣反應(yīng)：2NO+O₂=2NO₂，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，導(dǎo)致氣體體積減小，液面上升，試管內(nèi)氣體又變?yōu)闊o色．

點(diǎn)評(píng) 本題以硝酸的性質(zhì)為載體綜合考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮�理是解答該題的關(guān)鍵，注意相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作方法的注意事項(xiàng)，題目難度中等．