Question

【題目】某實驗小組同學探究銅與硝酸的反應。

(1)用濃硝酸和水按照不同體積比配成不同濃度的硝酸，各取10 mL硝酸分別與銅片反應，實驗記錄如下：

序號	濃硝酸與水 的體積比	實驗現象
Ⅰ	1∶1	反應速率快，溶液很快變成藍色，銅絲表面有大量氣泡冒出，氣體呈紅棕色
Ⅱ	1∶3	反應速率較快，溶液變成藍色，銅絲表面有大量氣泡冒出，氣體無色
Ⅲ	1∶5	反應速率慢，微熱后速率加快，溶液變成藍色，銅絲表面有氣泡冒出，氣體無色

①銅與稀硝酸反應的離子方程式為______________；若生成標準狀況下0.56 L NO氣體，反應中被還原的HNO3的質量為________g(小數點后保留兩位有效數字)。

②依據上表，制備NO氣體最適宜的是實驗Ⅱ，理由是_______________________。

(2)為防止有毒氣體逸散造成空氣污染，該小組同學改進實驗裝置，如圖所示(夾持儀器略去)。

用該裝置進行銅與稀硝酸的反應并驗證產生NO氣體的性質，實驗步驟如下：

Ⅰ.安裝好裝置后，檢查裝置氣密性。

Ⅱ.打開旋塞C，從B管上端加入所選濃度的硝酸，至銅絲下沿(不接觸銅絲)。

Ⅲ.向上移動B管，使A管液面上升至與橡膠塞恰好接觸，關閉旋塞C，反應開始。

Ⅳ.當液面重新下降至與銅絲脫離接觸時，反應停止。

Ⅴ.打開旋塞C，移動B管，使A中迅速進入少量空氣，關閉旋塞C，觀察現象。

……

①步驟Ⅰ中檢查裝置氣密性的操作是：關閉旋塞C，從B管上端加入水，若觀察到____________________，說明裝置的氣密性良好。

②步驟Ⅲ操作的目的是_________________________________。

③為使A管內的NO氣體完全被溶液吸收，可進一步采取的操作是__________________，能確定NO完全被溶液吸收的現象是____________________________。

Answer 1

【答案】(1)①3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 1.58

②產物是NO，反應速率較快且不用加熱

(2)①A、B間形成液面差，且保持不變

②趕走液面上方空氣，防止NO被空氣中的O2氧化，以便觀察生成氣體的顏色

③重復步驟Ⅴ的操作(合理即可) 再次重復操作后氣體不再變為紅棕色

【解析】(1)①銅與稀硝酸反應的離子方程式為3Cu＋8H＋

＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；觀察反應方程式知，被還原的HNO3的物質的量n(HNO3)＝n(NO)＝0.56 L÷22.4 L·mol－1＝0.025 mol，即m(被還原的HNO3)＝0.025 mol×63 g·mol－1≈1.58 g。②制備NO氣體最適宜的是實驗Ⅱ，因為產物是NO，反應速率較快且不用加熱。(2)①檢查裝置氣密性的操作是：關閉旋塞C，從B管上端加入水，若觀察到A、B間形成液面差，且保持不變，說明裝置的氣密性良好。②NO容易被空氣中的氧氣氧化，為了觀察NO的顏色必須排干凈裝置中的空氣，即步驟Ⅲ操作的目的是趕走液面上方空氣，防止NO被空氣中的O2氧化，以便觀察生成氣體的顏色。