Question

8．為了驗證銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的是一氧化氮而不是氫氣．某校學(xué)生實驗小組設(shè)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(nèi)裝塊狀碳酸鈣固體；C中有足量的澄清石灰水，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，為了將體系中的氧氣排凈，先將B裝置下移，使碳酸鈣與稀硝酸接觸產(chǎn)生氣體，當(dāng)出現(xiàn)當(dāng)C處出現(xiàn)白色沉淀時現(xiàn)象時，立刻將B裝置上提，使之與稀硝酸脫離，說明已經(jīng)將裝置中的氧氣排凈；
（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(chǎn)生無色氣體，其反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）有人認(rèn)為裝置存在缺陷，請在不增加其他儀器的情況下，改進(jìn)該裝置：將裝置E的長、短導(dǎo)氣管交換位置；
（4）用F向E中鼓入空氣后，可觀察到燒瓶E內(nèi)氣體顏色加深，此操作的目的是通過顏色變深，為了驗證銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的是一氧化氮而不是氫氣；
（5）裝置D的作用是收集尾氣，防止污染空氣．

Answer 1

分析 實驗時，可先將B裝置中CaCO₃放入硝酸中，碳酸鈣和硝酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，先排出去其中的空氣，以便在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，且在C中可觀察到渾濁，有碳酸鈣沉淀生成，A中硝酸和銅反應(yīng)生成NO，易于氧氣反應(yīng)，則將F氣球中空氣壓入E中，有紅棕色氣體生成，裝置D中盛有氫氧化鈉溶液，可用與吸收二氧化氮氣體，氣體中氣球可用于吸收不反應(yīng)的NO，以防止污染空氣，以此解答該題．

解答 解：（1）實驗時，可先將B裝置中CaCO₃放入硝酸中，碳酸鈣和硝酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，先排出去其中的空氣，以便在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色；E中空氣已被趕盡時，E中石灰水與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，可觀察到石灰水變渾濁，
故答案為：當(dāng)C處出現(xiàn)白色沉淀時；
（2）稀硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅和NO，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；
（3）二氧化碳的密度比空氣重，應(yīng)用向上排空氣法收集，故E中應(yīng)左導(dǎo)管短，右導(dǎo)管長，才有利于排凈空氣，保證E中全是二氧化碳?xì)怏w；
故答案為：將裝置E的長、短導(dǎo)氣管交換位置；
（4）用F向E中鼓入空氣后，如生成NO，可與氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮氣體，以此證明生成的氣體為一氧化氮而不是氫氣，
故答案為：通過顏色變深，為了驗證銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的是一氧化氮而不是氫氣；
（5）裝置D中盛有氫氧化鈉溶液，可用與吸收二氧化氮氣體，氣體中氣球可用于吸收不反應(yīng)的NO，以防止污染空氣，故答案為：收集尾氣，防止污染空氣．

點評 本題以硝酸的性質(zhì)為載體綜合考查性質(zhì)實驗的設(shè)計，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，注意把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，明確實驗?zāi)康暮驮�理是解答該題的關(guān)鍵，注意相關(guān)實驗操作方法的注意事項，難度中等．