Question

【题目】某同学利用下列实验装置图探究铜与稀硝酸反应的还原产物并进行喷泉实验（假设药品足量），请回答下列问题：

(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO气体的离子方程式为_______________________。

(2)实验开始时，该同学进行了如下的操作步骤，正确的顺序是__________(填选项序号)

①打开活塞与止水夹

②U形管右侧酸液与铜丝分离后，打开活塞

③检查气密性，组装好其它部分仪器

④从长颈漏斗往U形管中注入稀硝酸至与橡皮塞下端齐平

⑤关闭活塞与止水夹

(3)第(2)题中操作④的目的是________________________________________。

(4)上述实验过程中长颈漏斗所起的作用是______________________________。

(5)能证明稀硝酸与铜反应还原产物是NO气体的实验现象是_____________(填选项字母)。原因是____________________________（用化学方程式表示）。

A.U形管右侧中收集到无色气体

B.U形管右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气变为红棕色

C.U形管中溶液颜色变成蓝色

Answer 1

【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O ③①④⑤② 将整个装置内的空气赶尽，避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰 接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出 B 2NO+O2=2NO2

【解析】

（1）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水；

（2）该实验为探究铜与稀硝酸反应的还原产物并进行喷泉实验，铜和稀硝酸反应生成一氧化氮气体，所以连接装置后先进行检查气密性，原理是利用活塞与止水夹构成封闭体系，根据装置内外的压强差形成水柱或气泡判断，然后进行反应，实验要验证铜与稀硝酸反应的还原产物是NO而不是NO2，生成的气体不能与空气接触，应先打开活塞再从右侧加稀硝酸，排尽装置内的空气，据此分析操作步骤；

（3）装置中残留空气，反应产物一氧化氮易与空气中的氧气反应，需用反应产生的气体赶走装置中的空气；

（4）长颈漏斗球形部分空间较大，能起缓冲作用，接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出；

（5）NO是无色气体，NO遇空气中氧气生成NO2气体，NO2是红棕色的气体，稀硝酸与Cu反应生成NO气体，右侧压强增大，右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气变为红棕色，说明还原产物是NO。

（1）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，反应离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（2）该实验为探究铜与稀硝酸反应的还原产物并进行喷泉实验，铜和稀硝酸反应生成一氧化氮气体，所以连接装置后先进行检查气密性（③），然后打开活塞与止水夹（①），从长颈漏斗往U形管中注入稀硝酸至与橡皮塞下端齐平（④），铜和稀硝酸反应，将整个装置内的空气赶尽，避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰，关闭活塞与止水夹（⑤），U形管右侧酸液与铜丝分离后，打开活塞（②），反应结束，所以操作步骤为：③①④⑤②；

（3）装置中残留空气，反应产物一氧化氮易与空气中的氧气反应，操作④从长颈漏斗往U形管中注入稀硝酸至与橡皮塞下端齐平，铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，将整个装置内的空气赶尽，避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰；

（4）该实验铜和稀硝酸反应，生成的NO是无色难溶于水的气体，装置内压强增大，用长颈漏斗能接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出，

故答案为：接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出；

（5）NO是无色难溶于水的气体，若稀硝酸与Cu反应生成NO气体，右侧压强增大，右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气，NO遇空气中氧气反应2NO+O2=2NO2，生成红棕色的NO2气体，所以U形管右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气变为红棕色，能证明稀硝酸与铜反应还原产物是NO，

故答案为：B；2NO+O2=2NO2。