Question

如圖是銅與稀硝酸反應(yīng)的兩個實驗裝置圖，請回答下列問題：
（1）銅與稀硝酸反應(yīng)的化學方程式

 

．
（2）學生甲用裝置Ⅰ探究銅與稀硝酸反應(yīng)的氣體產(chǎn)物．實驗過程在燒瓶中觀察到有紅棕色氣體產(chǎn)生，在試管中收集到無色氣體．燒瓶中產(chǎn)生紅棕色氣體的原因是

 

（用方程式表示）．
（3）學生乙認為，甲用裝置Ⅰ實驗，無法說明問題．為了證明并觀察到銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物為NO，甲設(shè)計了如圖Ⅱ所示的實驗裝置，選擇下列藥品，并按下列實驗步驟完成該實驗．請你根據(jù)他的思路，回答下列問題：
藥品：稀硝酸 鋅粒 石灰石固體
步驟：
①檢查裝置的氣密性
②向試管中加入一定量CaCO₃固體
③向試管中倒入過量的稀HNO₃并迅速蓋上帶銅絲和導(dǎo)管的橡皮塞
④待反應(yīng)完全后，將導(dǎo)管插入試管內(nèi)接近液面
⑤將銅絲插入到溶液中
⑥用注射器的針頭穿過橡皮塞并向試管內(nèi)推入氧氣（或空氣）
（�。┎襟E②目的是

 

；
（ⅱ）推入氧氣或空氣的目的是

 

；
（ⅲ）分別將等質(zhì)量的銅片與等體積均過量的濃硝酸和稀硝酸反應(yīng)，所得到的溶液前者呈綠色，后者呈藍色，某同學提出，這可能是Cu²⁺的濃度差異引起的，你同意這種看法嗎？

 

 （填“同意”或“不同意”），原因是

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）稀硝酸具有強的氧化性，與銅反應(yīng)生成一氧化氮和硝酸銅和水；
（2）燒瓶內(nèi)含有空氣，空氣中的氧氣與一氧化氮反應(yīng)生成二氧化氮；
（3）（ⅰ）根據(jù)碳酸鈣的性質(zhì)并結(jié)合題意分析；
（ⅱ）根據(jù)一氧化氮的性質(zhì)分析；
（ⅲ）等質(zhì)量的銅片分別與等體積、過量的濃硝酸和過量的稀硝酸反應(yīng)時銅全部轉(zhuǎn)化為離子．

解答： 解：（1）因銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水，其離子反應(yīng)為3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）因燒瓶中有空氣，則生成的NO能與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，2NO+O₂═2NO₂；
故答案為：2NO+O₂═2NO₂；
（3）（ⅰ）一氧化氮不穩(wěn)定，能和空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，產(chǎn)生雜質(zhì)干擾實驗，裝置中有空氣，
用碳酸鈣固體和硝酸反應(yīng)生成二氧化碳排出空氣，且二氧化碳和一氧化氮不反應(yīng)．
故答案為：除去裝置內(nèi)的空氣，防止生成的NO被氧化而影響實驗效果；
（ⅱ）一氧化氮和二氧化碳都是無色氣體，無法確認；推入氧氣或空氣，根據(jù)一氧化氮和氧氣生成的二氧化氮顏色檢驗生成了一氧化氮；
故答案為：檢驗生成的NO氣體；
（ⅲ）將等質(zhì)量的銅片分別與等體積、過量的濃硝酸和過量的稀硝酸反應(yīng)后，所得溶液中Cu²⁺的濃度基本相等，顏色基本相同，不可能是Cu²⁺濃度差異引起的，
故答案為：不同意；銅片質(zhì)量相同，該液體體積相同，生成的Cu²⁺濃度相同．

點評：本題以銅和硝酸的反應(yīng)為載體考查了化學實驗的改進及評價，對實驗方案的評價主要從可行性方面、”綠色化學”視角、“安全性”方面對實驗方案做出評價．