Question

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(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。

方案	反應(yīng)物
甲	Cu、濃硝酸
乙	Cu、稀硝酸
丙	Cu、O2、稀硝酸

(1)實(shí)驗(yàn)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的目的是__________________________________________________。

(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2 mL濃硝酸。c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。再由a向c中加2 mL蒸餾水，c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________。

(3)上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____________________,理由是____________________。

(4)該小組還用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，操作步驟為________________，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為________________，但此實(shí)驗(yàn)的不足之處是_______________。

Answer 1

(1)檢查裝置氣密性

(2)Cu+4HNO₃(濃)====Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O 反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡

(3)丙 耗酸量最少，無污染

(4)向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO₄,由a向c中加入濃鹽酸 c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)辄S棕色 沒有處理尾氣

解析:

(1)通過氣體的熱脹冷縮來檢驗(yàn)裝置的氣密性。(2)由a向c中加2 mL蒸餾水后硝酸濃度變稀，反應(yīng)速率降低，銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO，所以氣體顏色逐漸變淺。(3)比較表中三種方案，銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)除生成硝酸銅外，還生成污染環(huán)境的有毒氣體NO₂、NO，且耗酸量大，所以方案丙最好。(4)依據(jù)題中所給信息，首先KMnO₄氧化HCl生成Cl₂，然后再用Cl₂氧化Br^-，所以裝置c是制取氯氣，裝置d是Cl₂氧化Br^-。