Question

為了證明銅與稀硝酸反應產生NO，某校學生實驗小組設計了一個實驗，其裝置如圖所示（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。該組學生設計此步操作的目的為               。
（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，用F向E中鼓入空氣后，可觀察到燒瓶E內氣體顏色加深，產生上述現象的原因是                                                。
（4）一段時間后，C中白色沉淀溶解，其原因是________________________       __。
（5）裝置D的作用是_________            ___________________________________。

Answer 1

（10分）（1）用碳酸鈣與稀硝酸反應產生的二氧化碳排出裝置中的空氣
（2）3Cu + 8HNO₃(稀)3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑+ 4H₂O
（3）CO₂密度比空氣大，CO₂進入E中并未將瓶中空氣完全排盡，致使有少量NO被空氣氧化成NO₂，而出現淺紅棕色；當從F中鼓入空氣時，更多NO被氧化成NO₂，故紅棕色變深
（4）NO₂在溶液中生成的HNO₃與CaCO₃反應，使沉淀溶解
（5）吸收尾氣，防止污染大氣

解析試題分析：（1）由于稀硝酸的還原產物是NO，而NO極易被氧氣氧化生成NO₂，而裝置中含有空氣。所以實驗時，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。該組學生設計此步操作的目的為用碳酸鈣與稀硝酸反應產生的二氧化碳排出裝置中的空氣，防止干擾NO的檢驗。
（2）硝酸是氧化性酸和銅反應的化學方程式是3Cu + 8HNO₃(稀)3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑+ 4H₂O。
（3）由于CO₂密度比空氣大，CO₂進入E中并未將瓶中空氣完全排盡，致使有少量NO被空氣氧化成NO₂，而出現淺紅棕色；當從F中鼓入空氣時，更多NO被氧化成NO₂，故紅棕色變深。
（4）由于NO₂在溶液中與水反應生成的HNO₃與CaCO₃反應，而使沉淀溶解。
（5）NO或NO₂均是有毒的，屬于大氣污染物，需要尾氣處理，因此裝置D的作用是吸收尾氣，防止污染大氣。
考點：考查銅稀硝酸反應的有關實驗探究
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，難易適中，有利于調動學生的學習興趣和學習積極性，有利于培養學生規范嚴謹的實驗設計能力和創新思維能力。該類試題主要是以常見儀器的選用、實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規范性和準確及靈活運用知識解決實際問題的能力。