Question

【題目】為了驗證銅與稀硝酸反應產生的是一氧化氮，某校學生實驗小組設計了一個實驗，其裝置如下圖所示（加熱裝置和固定裝置均已略去）。B為一個用金屬絲固定的干燥管，內裝塊狀碳酸鈣固體；E為一個空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的雙連打氣球。

（1）實驗時，先將B裝置下移，使碳酸鈣與稀硝酸接觸產生氣體，當C處產生白色沉淀時，立刻將B裝置上提，使之與稀硝酸分離。設計此步操作的目的是_____________________________。

（2）將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產生無色氣體，其反應的化學方程式為________________________________________________。

（3）裝置E中開始時出現淺紅棕色氣體，原因是_____________________________；用F向E中鼓入空氣后，可觀察到燒瓶E內氣體顏色加深，原因是___________________。

（4）如果要用第（1）步操作產生的CO2將E中的空氣排得更干凈，在不增加其他儀器的情況下，應怎樣改進E？_____________________________________________________

（5）一段時間后，C中白色沉淀溶解，其原因是_______________________________。

（6）裝置D的作用是_____________________________________________________。

Answer 1

【答案】 排除裝置A、E中的空氣（O2） 3Cu+8HNO3（稀）＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O E中的空氣沒有排凈 鼓入的空氣中的氧氣與NO又發生了反應生成了紅棕色氣體NO2 從A中出來進入E中的導管應剛露出橡膠塞。出來的導管應接近燒瓶底部 E中的NO2進入C，NO2與水反應生成硝酸，硝酸將碳酸鈣溶解 處理尾氣（NO），防止污染空氣

【解析】根據裝置的特點及所提供的試劑，可以推斷該實驗的原理為：首先用碳酸鈣與硝酸反應生成的二氧化碳將系統內的空氣排出，以防止氧氣干擾實驗現象；然后將盛有碳酸鈣的干燥管從硝酸中分離出來，將銅絲插入硝酸中，用E裝置收集生成的NO；最后通過雙連打氣球向E中鼓入空氣，E中NO與空氣中的氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮，以此來證明銅與稀硝酸反應生成了NO。

1）實驗時，先將B裝置下移，使碳酸鈣與稀硝酸接觸產生氣體，當C處產生白色沉淀時，立刻將B裝置上提，使之與稀硝酸分離。設計此步操作的目的是排除裝置A、E中的空氣（O2），防止氧氣干擾實驗現象。

（2）將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產生無色氣體，其反應的化學方程式為3Cu+8HNO3（稀）＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。

（3）裝置E中開始時出現淺紅棕色氣體，原因是E中的空氣沒有排凈；用F向E中鼓入空氣后，可觀察到燒瓶E內氣體顏色加深，原因是鼓入的空氣中的氧氣與NO又發生了反應生成了紅棕色氣體NO2。

（4）如果要用第（1）步操作產生的CO2將E中的空氣排得更干凈，在不增加其他儀器的情況下，應將從A中出來進入E中的導管應剛露出橡膠塞。出來的導管應接近燒瓶底部。

（5）一段時間后，C中白色沉淀溶解，其原因是E中的NO2進入C，NO2與水反應生成硝酸，硝酸將碳酸鈣溶解。

（6）裝置D的作用是處理尾氣（NO），防止污染空氣。