Question

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溶液，各取10 mL硝酸溶液分別與銅片反應，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

 
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）。
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，如右圖所示（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管液面上升至與橡皮塞恰好接觸，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，向下移動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

（1）①3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- = 3Cu²⁺ + 2NO↑+ 4H₂O          1．58
②產物是NO，反應速率較快（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（或答“向下移動B管，使A中迅速進入空氣，關閉旋塞C，待氣體變為紅棕色，反復上述操作”）。
再次重復操作后氣體不再變為紅棕色。

試題分析：（1）①銅與稀硝酸反應的離子方程式為3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- = 3Cu²⁺ + 2NO↑+ 4H₂O ；
8HNO₃ (全部)  ~    2HNO₃ (被還原)     ~  2NO
2×63g             2×22．4L
1．58 g             0．56 L     
②依據上表，制備NO氣體最適宜的是實驗II，理由是產物是NO，反應速率較快（不用加熱）。
（2）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A、B間形成液面差，且保持不變 ，說明裝置的氣密性良好。
② 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。
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重復步驟Ⅴ的操作（或答"向下移動B管，使A中迅速進入空氣，關閉旋塞C，待氣體變為紅棕色，反復上述操作"）。能確定NO完全被溶液吸收的現象是再次重復操作后氣體不再變為紅棕色。