Question

15．（1）如圖裝置甲是某種不溶于水的氣體X的發(fā)生裝置和收集裝置（必要時可以加熱），所用的試劑從下列試劑中選取2-3種：硫化亞鐵、二氧化錳、銅屑、氯化銨、稀氨水、大理石、濃硫酸、濃硝酸、稀硝酸、蒸餾水．
①氣體X的分子式是NO．
②所選擇的藥品a是稀硝酸，c是蒸餾水．
③下列裝置乙和丙，能代替裝置甲的簡易裝置是乙（填“乙”或“丙”）

④請寫出在試管a中所發(fā)生反應的離子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（2）在進行研究性學習的過程中，學生發(fā)現等質量的銅片分別與等體積均過量的濃硝酸或稀硝酸反應（假設反應前后溶液體積不變），所得到溶液前者呈綠色，后者呈藍色，針對這種現象，學生進行了討論，出現兩種意見，一種認為：Cu²⁺濃度差異引起了這種現象，你認為不正確（填“正確”或“不正確”），依據是：銅片質量相同，生成銅離子的物質的量相同，溶液體積相同，且硝酸過量，故生成的Cu²⁺的濃度相同；
另一種意見是：溶液呈綠色可能是Cu²⁺與NO₂混合的結果，并用實驗進行了證明，這些方案中可行的是acd
a．加熱該綠色溶液，觀察顏色變化b．加水稀釋綠色溶液，觀察顏色變化
c．向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化
d．向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應產生的氣體，觀察顏色變化
（3）足量銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和NO₂、N₂O₄、NO的混合氣體，這些氣體與1.68L O₂（標準狀況）混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸．若向所得硝酸銅溶液中加入5mol/L NaOH溶液至Cu²⁺恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是60 mL．

Answer 1

分析 （1）①制取的氣體不需要加熱、難溶于水，根據提供的藥品可知該氣體為NO；
②用銅與稀硝酸反應制取一氧化氮氣體，a為液體藥品、b為固態(tài)藥品，據此判斷藥品名稱；裝置甲中間的廣口瓶可以除去二氧化氮氣體；
③NO易于空氣中的氧氣反應生成二氧化氮，故不能利用排空氣法收集，NO不溶于水，可以采用排水法收集，據此解答；
④銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，據此書寫離子方程式；
（2）等質量的銅片與等體積均過量的濃硝酸、稀硝酸反應，所得到的溶液前者呈綠色，后者呈藍色，某同學提出這可能是Cu²⁺濃度差異引起的，是錯誤的，是因生成Cu²⁺的濃度相同，以此來解答；根據溶液濃度變化的影響因素和氣體的溶解度影響因素解答；
（3）根據電子得失守恒，求出參加反應的銅，然后求出 Cu（NO₃）₂，再根據 Cu（NO₃）₂與NaOH 反應的關系，求出NaOH 的物質的量，最終求出NaOH溶液的體積．

解答 解：（1）①在錐形瓶中制取X氣體，且不需加熱、收集X氣體采用排水法（說明X不溶于水），結合給出的試劑可知，制取的氣體只能為NO，故答案為：NO；
②a中盛放的為液體試劑，應該為稀硝酸；b為固體，應該為銅屑；c是蒸餾水，可以將NO中混有的二氧化氮除去，
故答案為：稀硝酸；蒸餾水；
③NO易于空氣中的氧氣反應生成二氧化氮，故不能利用排空氣法收集，NO不溶于水，可以采用排水法收集，故選擇乙代替甲，故答案為：乙；
  ④銅與稀硝酸反應制取NO氣體的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）等質量的銅片與等體積均過量的濃硝酸、稀硝酸反應，所得到的溶液前者呈綠色，后者呈藍色，某同學提出這可能是Cu²⁺濃度差異引起的，是錯誤的，是因生成Cu²⁺的濃度相同，故答案為：不正確；銅片質量相同，生成銅離子的物質的量相同，溶液體積相同，且硝酸過量，故生成的Cu²⁺的濃度相同；
加熱綠色溶液氣體的溶解量減小，或向該綠色溶液中通入氮氣，或向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應產生的氣體，都能改變溶液中溶解氣體的量，故acd都正確，而加水稀釋綠色溶液，由于溶液濃度變小，溶液的顏色會變化，而且加水后氣體的溶解量加大，溶液的顏色也會發(fā)生變化，故不能進行判斷，
故選：a、c、d；
（3）完全生成HNO₃，則整個過程中HNO₃ 反應前后沒有變化，即Cu失去的電子都被O₂得到了，根據得失電子守恒：n（Cu）×2=n（O₂）×4
 n（Cu）×2=$\frac{1.68}{22.4}$mol×4
 n（Cu）=0.15mol  
所以 Cu（NO₃）₂ 為0.15mol
根據    Cu^2+_～2OH^-
    0.15mol  n（OH^-）
 則NaOH 為 0.15mol×2=0.3 mol
則NaOH 體積V=$\frac{n}{c}$=$\frac{0.3mol}{5mol/L}$=0.06L，即60 ml，故答案為：60．

點評 本題考查了銅與稀硝酸反應的實驗，題目難度中等，注意掌握常見氣體的性質及制備方法，明確化學實驗基本操作方法，能夠正確書寫常見反應的離子方程式、化學方程式，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．