Question

11．有如图实验装置，其中a、b、c为弹簧夹．
（1）如果开启a和c，关闭b，则Ⅰ中反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（2）如果将Ⅰ管中的稀硝酸换成浓硝酸，开启a和c，关闭b，过一会儿观察，可以看到Ⅱ里浸入水中的导管口有气泡冒出，导管内气体呈红棕色，液面上方气体为无色，试解释这一现象Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．（用化学方程式表示）
（3）在问题（1）的实验中，要使Ⅱ里的气体始终保持无色，应该怎样操作？先关闭a，开启b和c，使产生的CO₂气体排尽II里的空气，再关闭 b打开a，二氧化碳环境中，一氧化氮不再反应．
（4）现给你一试管NO₂，其他药品和仪器自选，请你设计实验，要求尽可能多地使NO₂被水吸收，在虚线框中画出你设计的装置图．

Answer 1

分析 （1）开启a和c，关闭b，装置中压强减小，长颈漏斗中硝酸液体流下浸没铜后发生氧化还原反应生成硝酸铜一氧化氮和水；
（2）I管中的稀硝酸换成浓硝酸，开启a和c，关闭b，装置中压强减小，长颈漏斗中浓硝酸液体流下浸没铜后发生氧化还原反应生成硝酸铜二氧化氮和水，二氧化氮和水反应生成一氧化氮；
（3）始终保持无色，装置Ⅱ中不能含有空气，需要Ⅲ反应生成二氧化碳把装置Ⅱ中的空气赶净，生成的二氧化氮与水反应生成无色气体；
（4）实验过程中先将试管倒扣在水槽中，待到气体变为无色后通入氧气，直至试管中充满液面为止，据此写出装置图．

解答 解：（1）开启a和c，关闭b，装置中压强减小，长颈漏斗中硝酸液体流下浸没铜后发生氧化还原反应生成硝酸铜一氧化氮和水，反应的化学方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）I管中的稀硝酸换成浓硝酸，开启a和c，关闭b，装置中压强减小，长颈漏斗中浓硝酸液体流下浸没铜后发生氧化还原反应生成硝酸铜二氧化氮和水，反应的方程式为：Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，二氧化氮和水反应生成一氧化氮，导管内气体呈红棕色，液面上气体是无色，反应方程式为：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，
故答案为：Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
（3）在问题（1）的实验中，要使II里的气体始终保持无色，应先关闭a，开启b和c，使产生的CO₂气体排尽II里的空气，再关闭 b打开a，二氧化碳环境中，一氧化氮不再反应，
故答案为：先关闭a，开启b和c，使产生的CO₂气体排尽II里的空气，再关闭 b打开a，二氧化碳环境中，一氧化氮不再反应；
（4）实验过程中试管倒扣在水槽中，二氧化氮是红棕色气体，溶于水反应生成硝酸和一氧化氮：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，进入试管中液体体积占试管容积的三分之二，剩余气体变化为无色；液面不再上升时通入氧气与一氧化氮反应生成红棕色二氧化氮，二氧化氮溶于水又生成一氧化氮和硝酸，气体变化为无色气体，液面上升，直至当试管充满液体无气体剩余，据此画出装置图为：，
故答案为：．

点评 本题考查了实验装置的综合应用，题目难度中等，明确发生反应的原理为解答关键，注意掌握常见实验装置的特点及使用方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．