Question

6．某校課外小組為了探究銅與稀硝酸反應產生的是NO而設計了一個實驗．其裝置如右圖（加熱裝置和

固定裝置均已略去）．圖中K為止水夾（處于關閉狀態(tài)），F(xiàn)是一半空的注射器，D是尾氣處理裝置．請回答有關問題：
（1）如何檢查裝置A的氣密性關閉K，向長頸漏斗中加水至漏斗下端中形成一段液柱，靜置一段時間，若液面高度保持不變，則氣密性良好．
（2）設計裝置A的目的是利用生成的CO₂氣體將裝置中的空氣除盡；為達此目的，應如何操作打開K，將CO₂氣體通入至C中產生白色沉淀時，關閉K．
（3）在（1）中的“操作”后將裝置B中銅絲插入稀硝酸并微熱，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是銅絲上產生氣泡，溶液逐漸變藍；B中反應的離子方程式是3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（4）裝置E和F的作用是驗證無色氣體為NO；為驗證實驗此作用，其操作方法和現(xiàn)象是推動注射器，將F中空氣通入E中，無色氣體變紅．
（5）D部分儀器a的作用是防止液體倒吸．

Answer 1

分析 由實驗裝置及流程可知，A中發(fā)生硝酸與碳酸鈣的反應生成二氧化碳，因燒瓶中有空氣，則生成的NO能與氧氣反應生成二氧化氮，利用A裝置反應生成的二氧化碳氣體趕凈裝置中的空氣避免對一氧化氮氣體檢驗的干擾；B中發(fā)生Cu與硝酸的反應生成NO、硝酸銅，E中收集到無色氣體NO，利用F充入空氣，可檢驗NO的生成；C裝置可檢驗二氧化碳充滿B、E裝置；D裝置為尾氣處理裝置，吸收氮的氧化物，防止污染空氣，
（1）通過氣體發(fā)生器與液體構成封閉體系，依據(jù)改變體系內壓強時產生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置氣密性的好壞；
（2）因燒瓶中有空氣，則生成的NO能與氧氣反應生成二氧化氮，利用A裝置反應生成的二氧化碳氣體趕凈裝置中的空氣避免對一氧化氮氣體檢驗的干擾；
（3）銅與稀硝酸反應生成Cu²⁺和NO氣體，NO無色，銅離子為藍色，將裝置B中銅絲插入稀硝酸并微熱，觀察到裝置B中銅絲上產生氣泡，溶液逐漸變藍；
（4）無色的NO遇空氣被氧化成紅色的NO₂，可以通過這一點檢驗NO；
（5）極易溶于水的氣體，若吸收時導管伸入水中，由于氣體溶于水，導致裝置內壓強急劇降低，外界大氣壓壓著液體進入，產生倒吸現(xiàn)象，倒扣的漏斗，球形部分空間大，可防止倒吸．

解答 解：（1）利用壓強差檢查裝置A的氣密性，具體操作為：關閉K，向長頸漏斗中加水至漏斗下端中形成一段液柱，靜置一段時間，若液面高度保持不變，則氣密性良好，
故答案為：關閉K，向長頸漏斗中加水至漏斗下端中形成一段液柱，靜置一段時間，若液面高度保持不變，則氣密性良好；
（2）因NO與氧氣反應發(fā)生2NO+O₂=2NO₂，生成紅棕色的二氧化氮氣體，為排除對實驗的影響，利用生成的CO₂將整套裝置內的空氣趕盡，以排除對Cu與稀HNO₃反應生成的氣體產物觀察的干擾，當裝置C中產生白色沉淀時，可停止通入二氧化碳，
故答案為：利用生成的CO₂氣體將裝置中的空氣除盡；打開K，將CO₂氣體通入至C中產生白色沉淀時，關閉K；
（3）因銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、NO和水，其離子反應為3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，NO無色，銅離子為藍色，觀察到氣泡冒出和溶液變?yōu)樗{色，
故答案為：銅絲上產生氣泡，溶液逐漸變藍；3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）將F中的空氣推入E中，發(fā)生2NO+O₂=2NO₂，E中無色氣體變?yōu)榧t棕色，證明NO存在，則裝置E和F的作用是驗證NO的生成，
故答案為：驗證無色氣體為NO；推動注射器，將F中空氣通入E中，無色氣體變紅；
（5）NO、NO₂都有毒，能污染環(huán)境，氮的氧化物能被NaOH溶液吸收，裝置D的作用為吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣，D部分儀器a為倒扣的漏斗，球形部分空間大，可防止倒吸，
故答案為：防止液體倒吸．

點評 本題考查性質實驗方案的設計，為高頻考點，把握實驗裝置的作用、發(fā)生的反應及NO易被氧化為解答的關鍵，側重分析能力與實驗能力的綜合考查，題目難度中等．