Question

某化學課外活動小組為探究銅與硝酸反應還原產物主要為NO時硝酸的濃度，設計實驗裝置如下圖所示(連接好儀器并檢查氣密性后，分別裝入相對應的試劑)：

Ⅰ.(1)實驗開始時先打開活塞K持續(xù)通入N₂一段時間后，并閉K。將銅絲(足量)下移伸入濃硝酸后，有大量的紅棕色氣體生成，隨時間的進行，氣體顏色逐漸變淺，當A中充滿無色氣體時：

①裝置A中反應的離子方程式為___________________________。

②接下來的實驗操作是___________________________________。

(2)本實驗中裝置A的優(yōu)點是____________________________。

Ⅱ.將B中所得溶液稀釋至200 mL，用0.20 mol/L的NaOH溶液進行滴定。實驗數據如下(硝酸的揮發(fā)分解及溶液體積的變化忽略不計)：

實驗編號	待測液體積(mL)	NaOH溶液體積(mL)
1	20.00	15.98
2	20.00	14.99
3	20.00	15.01

(1)待測液的濃度為____________mol/L。

(2)硝酸與銅反應主要生成NO時硝酸的濃度不大于____________mol/L。

Answer 1

Ⅰ.(1)①3Cu+8H⁺+23Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

②將銅絲上提至離開液面，打開K，通入N₂一段時間

(2)可以使銅與硝酸的反應隨時開始和隨時停止

Ⅱ.(1)0.15  (2)8

解析：Ⅰ.當A中充滿無色氣體時，硝酸已變成稀HNO₃，反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+22Cu²⁺+2NO↑+4H₂O。接下來的操作應是停止反

應，可將銅絲上提至離開液面，打開K，通入N₂一段時間以排除裝置中的NO氣體。

Ⅱ.(1)c(HNO₃)===0.15 mol·L^-1。

(2)B中生成HNO₃：0.15 mol·L^-1×0.2 L=0.03 mol。

3NO₂+H₂O2HNO₃+NO

0.045 mol      0.03 mol

Cu+4HNO₃Cu(NO₃)₂+2NO₂+2H₂O

    0.09 mol            0.045 mol

剩余HNO₃濃度為=8 mol·L^-1，所以硝酸與銅反應主要生成NO時硝酸的濃度不大于8 mol·L^-1。