Question

實(shí)驗(yàn)室用稀硝酸與銅反應(yīng)來(lái)制備N(xiāo)O氣體，如果采用（Ⅰ）裝置，實(shí)驗(yàn)效果不十分理想，因?yàn)閺挠^(guān)察到的現(xiàn)象不能有力證明反應(yīng)產(chǎn)物是NO；有人設(shè)計(jì)了（Ⅱ）裝置（橡皮塞下端連有銅絲圈），用來(lái)做該實(shí)驗(yàn)可以達(dá)到滿(mǎn)意效果．
（1）將有關(guān)操作補(bǔ)充完全：
①將活塞打開(kāi)，從U形管的長(zhǎng)管的長(zhǎng)管口注入稀硝酸，一直注到

 

為止．
②關(guān)閉活塞，使銅絲在稀HNO₃中浸泡一段時(shí)間后，當(dāng)

 

時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)發(fā)生．
（2）完成下列問(wèn)題：
①寫(xiě)出銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式

 

．
②反應(yīng)在什么情況下可以自動(dòng)停止？

 

可以在何處觀(guān)察到無(wú)色的NO氣體？

 

．
③如果再將活塞慢慢打開(kāi)，可立即觀(guān)察到哪些明顯現(xiàn)象？

 

．
④如果需再獲得NO與已生成的NO₂形成鮮明對(duì)照的實(shí)驗(yàn)效果，應(yīng)

 

（填操作）．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),硝酸的化學(xué)性質(zhì),制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：由于NO易被空氣中O₂氧化成NO（紅棕色），所以在金屬與稀HNO₃反應(yīng)的常規(guī)實(shí)驗(yàn)中，很難觀(guān)察到無(wú)色NO氣體的生成，而是觀(guān)察到紅棕色氣體．本題實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的意圖是創(chuàng)設(shè)無(wú)氧氣環(huán)境，用稀硝酸溶液排除U形管內(nèi)的空氣，銅絲與硝酸反應(yīng)后，生成的NO難溶于硝酸溶液，導(dǎo)致U形管的壓強(qiáng)增大，硝酸溶液被壓到U形管右側(cè)，當(dāng)硝酸和銅絲脫離接觸，反應(yīng)自動(dòng)停止，將分液漏斗的活塞打開(kāi)，NO進(jìn)入分液漏斗中，NO在分液漏斗中生成二氧化氮，同時(shí)硝酸溶液有進(jìn)入U(xiǎn)形管左側(cè)，關(guān)閉分液漏斗活塞，這時(shí)，分液漏斗內(nèi)有二氧化氮，硝酸又和銅絲反應(yīng)生成NO，形成鮮明的對(duì)照試驗(yàn)效果，以此解答該題．

解答： 解：（1）①實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將裝置內(nèi)的空氣完全排除，則應(yīng)單孔塞下沿與液面間不留有空隙，否則不能觀(guān)察到無(wú)色氣體，
故答案為：?jiǎn)慰兹�下沿與液面間不留有空隙；
②金屬銅和稀硝酸反應(yīng)在加熱條件下進(jìn)行，可以在U型管的A側(cè)加熱，銅絲與稀硝酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)生成氣體時(shí)可停止解熱，反應(yīng)放出的熱量可維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，
故答案為：銅絲上有氣泡產(chǎn)生；
（2）①金屬銅可以和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
②當(dāng)產(chǎn)生的NO氣體將稀硝酸排入U(xiǎn)型管B側(cè)管內(nèi)使銅絲網(wǎng)與稀硝酸脫離后反應(yīng)會(huì)立即停止，在U型管A側(cè)管內(nèi)可觀(guān)察到無(wú)色的NO氣體，
故答案為：銅絲網(wǎng)與稀HNO₃脫離后；在U型管A側(cè)管中；
③如果再將分液漏斗的活塞慢慢打開(kāi)，右側(cè)壓強(qiáng)大于左側(cè)，U型管B側(cè)管中硝酸又回落到A側(cè)管內(nèi)，NO與空氣接觸而生成紅棕色氣體，
故答案為：有紅棕色氣體出現(xiàn)；
④如再獲得NO，可關(guān)閉分液漏斗活塞，此時(shí)硝酸又和銅絲反應(yīng)生成NO，氣體為無(wú)色，而分液漏斗內(nèi)生成紅棕色的二氧化氮，可形成鮮明的對(duì)比，
故答案為：再次將活塞關(guān)閉，使稀硝酸與銅繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生無(wú)色的NO氣體．

點(diǎn)評(píng)：本題考查制備實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，題目難度中等，注意把握實(shí)驗(yàn)的操作方法和反應(yīng)原理，注意觀(guān)察NO的現(xiàn)象必須在無(wú)氧的環(huán)境中進(jìn)行．