Question

用图中的简易装置可以进行气体的发生和收集。

（1）实验前应如何检查该装置的气密性？

答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   。

（2）拔开试管a的橡皮塞，加入10 mL 6 mol·L^－1稀HNO₃和1 g薄铜片，立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。反应开始时速度缓慢，逐渐加快。请写出在试管a中所发生的所有反应的化学方程式。

答：　　　　　　　　　　　　　　    　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

（3）从反应开始到反应结束，预期在试管a中可观察到哪些现象？请依次逐一写出。

答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

（4）在反应开始时，可观察到导管b中的水面先沿导管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有气泡从管口冒出，试说明反应开始时，导管水面先上升的原因。

答：　　　　　　　　　　　　   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   。

（5）试管c收集满气体后，用拇指堵住管口，取出水槽，将管口向上，松开拇指，片刻后，再次堵住管口，将试管又再倒置于水槽中，松开拇指，此时可观察到什么现象？

答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）把导管b的下端浸入水中，用手紧握焐热试管a，导管口会有气泡冒出：松开手后，一段水柱又回升到导管b中。 （2）①3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O  ②2NO＋O2=2NO2 （3）①铜片和稀HNO3反应，有无色气泡产生，反应速率开始缓慢，逐渐加快。 ②试管上部空间由无色变红棕色，又变无色 ③试管a中的溶液从无色变成浅蓝色 ④反应结束时，铜片全部反应完 （4）由于反应开始时产生的NO和试管a上部空气中的氧气作用生成NO2；NO2易溶于水并与水反应，使装置内气体的压强暂时减小，所以导管中的水面先上升至一定高度。 （5）①水进入试管，上升到一定高度；②试管内气体的颜色由红棕色变为无色

提示：

（1）凡涉及气体的制备、收集、反应的化学实验，都应在实验前检查装置的气密性，首先把导管b的一端浸入水中；然后用手紧握焐热试管a，此时导管口应有气泡冒出；松开手后，一段水柱又会回升到导管b中。只有具备这三点，才能确认装置不漏气。 （2）试管a中稀HNO3、铜、空气（含有O2）三者之间能发生两个化学反应。 （3）以问题（2）中的两个化学反应对应的现象为依据，描述出试管上方气体颜色的变化过程、溶液的颜色的改变，还须定量考虑溶液内铜片是否完全消耗并作出交待。 （4）由于本题给的稀HNO3和铜片反应不需加热，起始反应速率较慢，产生的NO与试管内原有的空气中的O2作用转化为NO2，在b导管口处NO2迅速溶于水中，使导管内压强暂时减小，所以反应开始时会看到水面沿导管b上升到一定高度。随着反应进行，试管a中O2消耗完，NO继续生成，它不溶于水，体系内压强增大，导管口就会冒出气泡。 （5）这时的反应是NO转化为NO2，NO2又与水的反应。