Question

【題目】銅與稀硝酸反應產生NO，NO又被氧化成NO2，對實驗現象有干擾，過多的NO、NO2又會污染環境。改進實驗的設計符合綠色化學的思想。某興趣小組設計出如圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應”的實驗，以探究化學實驗的綠色化。

（1）實驗前，關閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是____________________________________________。

（2）在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅塊，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸，c中反應的化學方程式是___________________________________________。

（3）表中是制取硝酸銅的三種方案，能體現綠色化學理念的最佳方案是__________，理由是________________________________________________________________________。

方案	反應物
甲	Cu、濃硝酸
乙	Cu、稀硝酸
丙	Cu、O2、稀硝酸

（4）該興趣小組還用上述裝置進行實驗證明氧化性KMnO4>Cl2>Br2，操作步驟為_______________________，實驗現象為________________________________；但此實驗的不足之處是___________________________________。

Answer 1

【答案】 檢查裝置氣密性 Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 丙 硝酸耗量少，產物無污染 向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO4，由a向c中加入濃鹽酸 c中有黃綠色氣體產生，d中溶液變為橙色 沒有尾氣吸收裝置

【解析】（1）連接裝置后的第一步是檢查裝置氣密性，觀察d中有氣泡即可。

（2）c中進行的是單質銅和濃硝酸的反應，所以方程式為Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。

（3）甲中反應為：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；乙中反應為：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；丙中反應為：2Cu+O2＋4HNO3(稀) === 2Cu(NO3)2＋2H2O。所以得到相同的硝酸銅，丙方案需要的硝酸最少，且沒有污染性的氣體產生。

（4）高錳酸鉀會氧化濃鹽酸生成氯氣（黃綠色），氯氣通入溴化鉀溶液中，將溴離子氧化為溴單質，形成溴水，溶液會由無色變為橙色。本實驗的最大問題就是沒有氯氣的尾氣吸收裝置。