Question

（18分）NO很容易与许多分子迅速发生反应，科学家发现在生物体中不断地产生NO，用于细胞间传递信息；NO还参与心血管系统、免疫系统以及中枢和外围神经系统的调控。
Ⅰ.（1）实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为
_____________________________________________________。
（2）NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图甲所示。
①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是________(填选项编号)。

A．铁

B．铝

C．铂

D．玻璃

（3）为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO，某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反就开始后，可以在U形管右端观察到无色的NO气体。
①长玻璃管的作用是___________________________________。
②让反应停止的操作方法及原因是________________________。
（4）以下收集NO气体的装置，合理的是________(填选项代号)。

（5）假设实验中12.8 g Cu全部溶解，需要通入标况下________mL O₂才能使NO全部溶于水。
Ⅱ．用金属铜制取硝酸铜，从节约原料和防止环境污染的角度考虑，下列4种方法中最好的是________(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)，理由是___________________________________________。

Answer 1

Ⅰ.（1）3Cu＋8H^＋＋2NO3-===3Cu^2＋＋4H₂O＋2NO↑ （2）①C、D　②2NO＋O₂===2NO₂
（3）①接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出
②关闭U形管右端导气管上的活塞，反应产生的气体将U形管右端内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止。
（4）C、D　（5）2.24 L
II．丁 制取相同质量的Cu(NO₃)₂，丁所消耗的HNO₃的量最少（原料的利用率最高）且不产生污染环境的气体。

解析试题分析：Ⅰ.（1）金属铜可以和稀硝酸之间反应生成硝酸铜、一氧化氮以及水，即3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，离子方程式为：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O。
（2）①实验室若没有铜丝，铜粒以代替铜丝进行实验，则包裹桶里的不能是金属铁以及金属铝，因为他们的活泼性强于金属铜，会先于金属铜和硝酸之间发生反应，故答案为：C、D。
②试管内有空气，NO容易被氧化为红棕色的气体二氧化氮，即2NO+O₂═2NO₂。
（3）①一氧化氮是难溶于水的气体，当制取一氧化氮的装置产生一氧化氮气体时，气体难溶于水，气体把U形管的液体压出，所以长玻璃管的作用是：接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出。
②让反应停止的操作方法及原因是：关闭U形管右端导气管上的活塞，反应产生的气体将U形管右端内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止。
（4）NO能与O₂反应，不能用排空气法收集，NO难溶于水，可用排水法收集，故C、D正确。
（5）铜和硝酸反应，铜失去电子，硝酸得到电子变成一氧化氮，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，一氧化氮和氧气和水反应生成硝酸，4NO+2H₂O+3O₂=4HNO₃，氧气得电子，一氧化氮失去电子，所以铜失去的电子数等于氧气得到的电子数，12.8g Cu为 0.2mol，全部溶解，失去0.4mol电子，1个氧分子得到4个电子变成-2价的氧，所以需氧气0.1mol，0.1mol氧气在标准状况下的体积为2.24 L。
II．Cu与浓硝酸或稀硝酸反应分别生产NO₂、NO等污染环境的有毒气体，丙方案用到Cl₂，能污染环境，制取相同质量的Cu(NO₃)₂，丁所消耗的HNO₃的量最少（原料的利用率最高）且不产生污染环境的气体，所以4种方法中最好的是丁。
考点：本题考查实验方案的设计与评价、方程式的书写、化学计算。