Question

铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象也不同．某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所示的实验装置．请你根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述实验步骤．药品：稀硝酸、盐酸、Zn粒、CaCO₃固体
（1）补充下面的实验：
步骤：
①检查装置的气密性；
②______；
③向试管中倒入过量稀硝酸并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞；
④______；
⑤______；
⑥用注射器向试管内推入氧气（或空气）．
（2）推入氧气或空气的目的是______．
（3）分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是Cu²⁺浓度差异引起的，你同意这种看法吗？______（填“同意”或“不同意”），原因是______，另一同学提出溶液呈“绿色”是Cu²⁺与NO₂混合的结果，请你设计一个实验证明之（简述实验方案和实验现象）______．

Answer 1

解：（1）补充实验的目的是装置内充满二氧化碳气体，防止生成的NO被氧化，则制取气体的实验步骤为：①检查装置的气密性；②向试管中加入一定量的碳酸钙固体；③向试管中倒入过量稀硝酸并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞；④待反应完全后，将导管插入试管内接近液面；⑤将铜丝插入到溶液中；⑥用注射器向试管内推入氧气（或空气），
故答案为：向试管中加入一定量的碳酸钙固体；待反应完全后，将导管插入试管内接近液面；将铜丝插入到溶液中；
（2）推入氧气或空气的目的为检验生成的NO气体，故答案为：检验生成的NO气体；
（3）等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是Cu²⁺浓度差异引起的，是错误的，是因生成Cu²⁺的浓度相同，
溶液呈“绿色”是Cu²⁺与NO₂混合的结果可由加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色来说明，
故答案为：不同意；铜片的质量相同，溶液体积相同，生成Cu²⁺的浓度相同；加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色．
分析：（1）补充实验的目的是装置内充满二氧化碳气体，防止生成的NO被氧化，则制取气体的实验步骤为：查、装（先固体后液体）、反应后将导管插入试管内接近液面，然后将Cu丝插入到溶液中发生反应，最后利用NO与氧气的反应确定NO的生成；
（2）推入氧气或空气的目的为检验生成的NO气体；
（3）等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是Cu²⁺浓度差异引起的，是错误的，是因生成Cu²⁺的浓度相同，以此来解答．
点评：本题考查实验方案的设计，明确实验步骤及物质的性质是解答本题的关键，注意（3）中由守恒可知铜离子浓度相同是解答的易错点，题目难度中等．