Question

如下圖所示的是某一個(gè)化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的銅和稀硝酸反應(yīng)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置圖。其中裝置Ⅰ為甲同學(xué)設(shè)計(jì)。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。

(2)乙同學(xué)認(rèn)為裝置Ⅰ中收集的氣體不能確定銅與稀硝酸反應(yīng)生成的是NO氣體，理由是___________________________________________。

于是他又設(shè)計(jì)了裝置Ⅱ，其中裝銅片的是氣球。

(3)如何檢驗(yàn)裝置Ⅱ的氣密性？___________________________________。

(4)該化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的其他同學(xué)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究，認(rèn)為裝置Ⅱ雖然作了改進(jìn)，但如果按裝置Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，還是會(huì)出現(xiàn)三個(gè)問題，需要作相應(yīng)改進(jìn)措施。請(qǐng)你幫助他們填寫相關(guān)內(nèi)容。

問題一：____________________________________________________________。

措施：加熱或________________________________________________________。

問題二：試管中的氣體是淡紅棕色，而不是無色。

措施：_________________________(填具體操作，不能增加裝置)。

問題三：____________________________________________________________。

措施：______________________________________________________________。

Answer 1

【答案】(1)3Cu+8H⁺+2NO₃^-====3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

(2)因?yàn)镹O₂與水反應(yīng)也可產(chǎn)生NO：3NO₂+H₂O====2HNO₃+NO，故不能證明生成的NO氣體是來自于銅與稀硝酸反應(yīng)生成

(3)關(guān)緊夾子，用酒精燈稍加熱試管，氣球鼓起，撤掉酒精燈后，氣球恢復(fù)原貌，表明裝置不漏氣(或其他合理答案)

(4)反應(yīng)速率較慢       將銅片改為銅粉

打開夾子先將少量碳酸鹽倒入試管，然后迅速系上裝有銅片的小氣球，待HNO₃中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，再把氣球中的銅片倒入試管中

實(shí)驗(yàn)會(huì)造成空氣污染      連接導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入裝有NaOH溶液的試管，并向試管中持續(xù)通入空氣(其他合理答案只要問題與措施一致即可)[

【解析】(1)Cu與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=====2NO↑+3Cu²⁺+4H₂O。

(2)若反應(yīng)生成NO₂，因NO₂也能與水發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生NO： 3NO₂+H₂O====2HNO₃+NO，故無法證明生成的NO是Cu與稀硝酸反應(yīng)所生成。

(3)檢查裝置Ⅱ的氣密性，需先關(guān)閉夾子，形成密閉體系，然后用酒精燈稍加熱試管，氣球鼓起，撤掉酒精燈后，氣球恢復(fù)原貌，表明裝置不漏氣。

(4)問題一：反應(yīng)速率較慢。相應(yīng)改進(jìn)措施為加熱或?qū)�銅片改為銅粉。問題二：試管中的氣體是淡紅棕色，而不是無色，原因是裝置中含有空氣，空氣中的氧氣與NO作用生成了NO₂。相應(yīng)改進(jìn)措施為先將少量碳酸鹽倒入試管，然后迅速系上裝有銅片的小氣球。