Question

16．某興趣小組設(shè)計出如圖所示裝置來改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實驗，以探究化學(xué)實驗的綠色化．
（1）實驗前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c，其目的是檢查裝置的氣密性．
（2）在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸，c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．

方案	反應(yīng)物
甲	Cu、濃HNO3
乙	Cu、稀HNO3
丙	Cu、O2、稀HNO3

（3）下表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是丙．
（4）該小組還用上述裝置進(jìn)行實驗證明酸性：HCl＞H₂CO₃＞H₂SiO₃，則分液漏斗a中加入的試劑是稀鹽酸，c中加入的試劑是大理石（或Na₂CO₃固體），d中加入的試劑是Na₂SiO₃溶液；實驗現(xiàn)象為c中有氣泡產(chǎn)生，d中生成白色膠狀物質(zhì)（或白色沉淀）．但此實驗存在不足之處，改進(jìn)的措施是在c、d之間連接一個盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶．

Answer 1

分析 （1）實驗前要檢查裝置氣密性；
（2）濃硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水；二氧化氮能與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮；
（3）方案丙是利用銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，反應(yīng)過程中無污染氣體生成；

解答 解：（1）實驗前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c．其目的是檢查裝置的氣密性，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）濃硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（3）方案甲是銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，二氧化氮和水，有污染氣體生成，不能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念；方案乙是稀硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅，一氧化氮和水，有污染氣體生成，不能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念；丙是利用銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，反應(yīng)過程中無污染氣體生成，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念，
故答案為：丙；
（4）要證明酸性強弱，應(yīng)該采用強酸制取弱酸的方法檢驗，鹽酸酸性最強，所以a中盛放硝酸，鹽酸和碳酸鈣制取二氧化碳，二氧化碳和硅酸鈉溶液生成硅酸，則c中盛放碳酸鈣、d中盛放硅酸鈉，硅酸難溶于水，所以二氧化碳和硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，看到的現(xiàn)象是有白色沉淀生成，因鹽酸易揮發(fā)，應(yīng)在c和d之間加入除雜裝置，用飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，
故答案為：稀鹽酸；大理石（或Na₂CO₃固體）；Na₂SiO₃溶液；c中有氣泡產(chǎn)生，d中生成白色膠狀物質(zhì)（或白色沉淀）；在c、d之間連接一個盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶．

點評 本題考查性質(zhì)實驗方案設(shè)計，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及知識運用能力，明確實驗原理是解本題關(guān)鍵，注意：（4）裝置設(shè)計不很合理，生成的二氧化碳中含有鹽酸，鹽酸和硅酸鈉反應(yīng)也生成白色沉淀，所以在d裝置前應(yīng)該有一個洗氣裝置，防止吸收干擾實驗．