Question

某興趣小組設(shè)計(jì)出下圖所示裝置來進(jìn)行“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(zhǎng)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2mL濃硝酸．c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是______；再由a向c中加2mL蒸餾水，c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______．
（3）上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______，原因是______．
（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，則c中加入的試劑是______
d中加入的試劑是______，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為______；但此實(shí)驗(yàn)的不足之處是______．

Answer 1

解：（1）因?qū)嶒?yàn)前要檢查裝置氣密性，這是檢查裝置氣密性的常見方法，故答案為：檢查裝置氣密性；
（2）因銅與濃硝酸反應(yīng)：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，由a向c中加2mL蒸餾水，硝酸進(jìn)行的稀釋，反應(yīng)變緩，同時(shí)因二氧化氮能與水反應(yīng)：3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO，c中氣體顏色變淺，故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡；
（3）銅與濃硝酸制取硝酸銅時(shí)的方程式是：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，生成的NO₂會(huì)造成大氣污染，硝酸的利用率為；
銅與稀硝酸制取硝酸銅時(shí)的方程式是：3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，生成的NO也會(huì)造成大氣污染，硝酸的利用率為；
此過程用方程式可表示為：2Cu+O₂ 2CuO，CuO+2HNO₃=Cu（NO₃）₂+H₂O，從過程可以看出該過程不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，環(huán)保且沒有多消耗原料，故答案為：丙；耗酸量最少，無污染；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，利用KMnO₄與濃鹽酸反應(yīng)：2KMnO4KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
再利用產(chǎn)生的氯氣與KBr溶液反應(yīng)得到溴：Cl₂+2KBr=2KCl+Br₂，所以c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色，同時(shí)要注意尾氣吸收，
故答案為：KMnO₄；KBr溶液（含Br^-的溶液）；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．
分析：（1）根據(jù)檢查裝置的氣密性；
（2）根據(jù)銅與濃硝酸反應(yīng)得到硝酸銅、二氧化氮和水；根據(jù)二氧化氮能與水反應(yīng)；
（3）根據(jù)制備過程中耗酸量最少，無污染的原則；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，利用KMnO₄與濃鹽酸反應(yīng)，再利用產(chǎn)生的氯氣與KBr溶液反應(yīng)得到溴，同時(shí)要注意尾氣吸收；
點(diǎn)評(píng)：本題以教材中現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的缺陷為命題的出發(fā)點(diǎn)，將改進(jìn)優(yōu)化的過程設(shè)計(jì)成一個(gè)探究性的試題，旨在考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、分析問題解決問題的能力、實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)能力、綠色化學(xué)的觀點(diǎn)等．