Question

7．NO很容易與許多分子迅速發(fā)生反應，科學家發(fā)現(xiàn)在生物體中不斷地產(chǎn)生NO，用于細胞間傳遞信息；NO還參與心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)以及中樞和外圍神經(jīng)系統(tǒng)的調控．
Ⅰ．（1）實驗室用金屬銅和稀硝酸制取NO的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑．
（2）NO是有毒氣體，某學生為防止污染，用分液漏斗和燒杯裝配了一套簡易的、能隨開隨用、隨關隨停的NO氣體發(fā)生裝置，如圖1甲所示．
①實驗室若沒有銅絲，而只有小銅粒，在使用上述裝置進行實驗時，可用絲狀材料包裹銅粒以代替銅絲進行實驗，這種絲狀材料的成分可以是CD（填選項編號）．
A．鐵  B．鋁    C．鉑  D．玻璃
②打開分液漏斗的活塞使反應進行，在分液漏斗中實際看到的氣體是紅棕色的，原因是2NO+O₂═2NO₂（填化學方程式）．
    
（3）為證明銅絲與稀硝酸反應生成的確實是NO，某學生另設計了一套如圖1乙所示的裝置制取NO．反就開始后，可以在U形管右端觀察到無色的NO氣體．
①長玻璃管的作用是接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出．
②讓反應停止的操作方法及原因是關閉U形管右端導氣管上的活塞，反應產(chǎn)生的氣體將U形管右端內的稀硝酸向下壓，使銅絲與稀硝酸分開，反應就會停止．
（4）如圖2所示收集NO氣體的裝置，合理的是CD（填選項代號）．
（5）假設實驗中12.8g Cu全部溶解，需要通入標況下2.24L O₂才能使NO全部溶于水．
Ⅱ．用金屬銅制取硝酸銅，從節(jié)約原料和防止環(huán)境污染的角度考慮，下列4種方法中最好的是�。ㄌ睢凹住�、“乙”、“丙”或“丁”），理由是制取相同質量的Cu（NO₃）₂，丁所消耗的HNO₃的量最少（原料的利用率最高）且不產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體．
甲：銅$\stackrel{濃硝酸}{→}$硝酸銅
乙：銅$\stackrel{稀硝酸}{→}$硝酸銅
丙：銅$\stackrel{氯氣}{→}$氯化銅$\stackrel{硝酸}{→}$硝酸銅
丁：銅$\stackrel{空氣}{→}$氧化銅$\stackrel{硝酸}{→}$硝酸銅．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）金屬銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮以及水；
（2）①實驗室若沒有銅絲，銅粒以代替銅絲進行實驗，則包裹桶里的不能是金屬鐵以及金屬鋁，因為他們的活潑性強于金屬銅，會先于金屬銅和硝酸之間發(fā)生反應；
②試管內有空氣，NO容易被氧化為紅棕色的氣體二氧化氮；
（3）①一氧化氮是難溶于水的氣體，當制取一氧化氮的裝置產(chǎn)生一氧化氮氣體時，氣體難溶于水，氣體把U形管的液體壓出；
②利用反應產(chǎn)生的氣體將U形管右端內的稀硝酸向下壓，使銅絲與稀硝酸分開，反應就會停止；
（4）NO能與O₂反應，不能用排空氣法收集，NO難溶于水，可用排水法收集；
（5）銅和硝酸反應，銅失去電子，硝酸得到電子變成一氧化氮，NO與氧氣、水反應又得到硝酸，縱觀整個過程Cu失去電子等于氧氣獲得電子，根據(jù)電子轉移守恒計算需要氧氣物質的量，進而計算氧氣體積；
II．Cu與濃硝酸或稀硝酸反應分別生產(chǎn)NO₂、NO等污染環(huán)境的有毒氣體，丙方案用到Cl₂，能污染環(huán)境，制取相同質量的Cu（NO₃）₂，丁所消耗的HNO₃的量最少（原料的利用率最高）且不產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體．

解答 解：Ⅰ．（1）金屬銅可以和稀硝酸之間反應生成硝酸銅、一氧化氮以及水，即3Cu+8HNO₃（�。┄T3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑；
（2）①實驗室若沒有銅絲，銅粒以代替銅絲進行實驗，則包裹桶里的不能是金屬鐵以及金屬鋁，因為他們的活潑性強于金屬銅，會先于金屬銅和硝酸之間發(fā)生反應，
故答案為：CD；
②試管內有空氣，NO容易被氧化為紅棕色的氣體二氧化氮，反應方程式為：2NO+O₂═2NO₂，
故答案為：2NO+O₂═2NO₂；
（3）①一氧化氮是難溶于水的氣體，當制取一氧化氮的裝置產(chǎn)生一氧化氮氣體時，氣體難溶于水，氣體把U形管的液體壓出，所以長玻璃管的作用是：接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出，
故答案為：接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出；
②讓反應停止的操作方法及原因是：關閉U形管右端導氣管上的活塞，反應產(chǎn)生的氣體將U形管右端內的稀硝酸向下壓，使銅絲與稀硝酸分開，反應就會停止，
故答案為：關閉U形管右端導氣管上的活塞，反應產(chǎn)生的氣體將U形管右端內的稀硝酸向下壓，使銅絲與稀硝酸分開，反應就會停止；
（4）NO能與O₂反應，不能用排空氣法收集，NO難溶于水，可用排水法收集，CD正確，
故答案為：CD；
（5）銅和硝酸反應，銅失去電子，硝酸得到電子變成一氧化氮，NO與氧氣、水反應又得到硝酸，縱觀整個過程Cu失去電子等于氧氣獲得電子，Cu的物質的量為$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，根據(jù)電子轉移守恒，需要氧氣物質的量為$\frac{0.2mol×2}{4}$=0.1mol，故需要氧氣體積至少為0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
故答案為：2.24L；
II．Cu與濃硝酸或稀硝酸反應分別生產(chǎn)NO₂、NO等污染環(huán)境的有毒氣體，丙方案用到Cl₂，能污染環(huán)境，制取相同質量的Cu（NO₃）₂，丁所消耗的HNO₃的量最少（原料的利用率最高）且不產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體，所以4種方法中最好的是丁，
故答案為：丁，制取相同質量的Cu（NO₃）₂，丁所消耗的HNO₃的量最少（原料的利用率最高）且不產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體．

點評 本題考查實驗方案的設計與評價、方程式的書寫、化學計算等，制備實驗中滲透環(huán)保意識、原子經(jīng)濟意識，是對學生綜合能力的考查．