Question

5．為了證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮，某校同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，其裝置如圖所示（加熱裝置和固定裝置均已略去）．A 為注射器，B 為兩端長(zhǎng)短不等的 U 形管，C 是裝有 NaOH 溶液的燒杯 D 處是繞成螺旋狀的銅絲，K₁、K₂是止水夾． 
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為在 D 處收集到 NO，以便觀察顏色，必須事先在 A 中吸入一定量的空氣．然后關(guān)閉（填“關(guān)閉”或“打開”）K₁，從 U 形管左端注入稀硝酸，當(dāng)看到 U 形管右端稀硝酸接觸膠塞時(shí)，可以確定 U 形管中空氣已被趕盡．
（2）然后給裝置 B 微微加熱，在裝置 D 處產(chǎn)生無(wú)色氣體，其反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
（3）如何證明 D 處聚集的是 NO？
（4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察完畢，為了消除環(huán)境污染，接下來(lái)的操作是關(guān)閉止水夾K₁，打開止水夾K₂．

Answer 1

分析 （1）在A中吸入一定量的空氣，然后關(guān)閉K₁，打開止水夾 K₂，使銅與稀硝酸反應(yīng)生成的一氧化氮進(jìn)入集氣瓶；若U形管右端稀硝酸接觸膠塞時(shí)，U形管中空氣已被排凈；
（2）稀硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅和NO和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（3）NO為無(wú)色，用到空氣后一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，據(jù)此可檢驗(yàn)NO；
（4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察完畢，為了消除環(huán)境污染，用氫氧化鈉溶液吸收生成的氮氧化物氣體；

解答 解：（1）在A中吸入一定量的空氣，然后關(guān)閉K₁，打開止水夾K₂，使銅與稀硝酸反應(yīng)生成的一氧化氮進(jìn)入集氣瓶，當(dāng)U形管右端稀硝酸接觸膠塞時(shí)，可以確定U形管中空氣已被趕盡，
故答案為：關(guān)閉；
（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）B中硝酸和銅反應(yīng)生成NO，易與氧氣反應(yīng)，則將A中空氣壓入B中，會(huì)有紅棕色氣體生成，如果觀察到紅棕色，則說(shuō)明生成NO而不是氫氣，
故答案為：打開止水夾K₁，把注射器中的空氣壓入U(xiǎn)形管中，若觀察到D處氣體變紅棕色，則證明收集的是NO，而不是H₂；
（4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察完畢，關(guān)閉止水夾K₁，打開止水夾K₂，在重力作用下，U形管右端的紅棕色混合氣體被酸液壓入NaOH溶液中吸收，消除了環(huán)境污染，
故答案為：關(guān)閉止水夾K₁，打開止水夾K₂；

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)方案的設(shè)計(jì)，涉及銅和稀硝酸的反應(yīng)、NO性質(zhì)的檢驗(yàn)以及尾氣處理，該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)，有助于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)能力．