Question

为了证明铜与稀硝酸反应产生NO，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去），B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的双连打气球。

（1） 实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离。该组学生设计此步操作的目的为                。

（2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的化学方程式为                                                         。

（3）装置E中开始时出现浅红棕色气体，用F向E中鼓入空气后，可观察到烧瓶E内气体颜色加深，产生上述现象的原因是                                                 。

（4）一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是________________________        __。

（5）装置D的作用是_________             ___________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（10分）（1）用碳酸钙与稀硝酸反应产生的二氧化碳排出装置中的空气

（2）3Cu + 8HNO₃(稀)3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑+ 4H₂O

（3）CO₂密度比空气大，CO₂进入E中并未将瓶中空气完全排尽，致使有少量NO被空气氧化成NO₂，而出现浅红棕色；当从F中鼓入空气时，更多NO被氧化成NO₂ ，故红棕色变深

（4）NO₂在溶液中生成的HNO₃与CaCO₃反应，使沉淀溶解

（5）吸收尾气，防止污染大气

【解析】

试题分析：（1）由于稀硝酸的还原产物是NO，而NO极易被氧气氧化生成NO₂，而装置中含有空气。所以实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离。该组学生设计此步操作的目的为用碳酸钙与稀硝酸反应产生的二氧化碳排出装置中的空气，防止干扰NO的检验。

（2）硝酸是氧化性酸和铜反应的化学方程式是3Cu + 8HNO₃(稀)3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑+ 4H₂O。

（3）由于CO₂密度比空气大，CO₂进入E中并未将瓶中空气完全排尽，致使有少量NO被空气氧化成NO₂，而出现浅红棕色；当从F中鼓入空气时，更多NO被氧化成NO₂ ，故红棕色变深。

（4）由于NO₂在溶液中与水反应生成的HNO₃与CaCO₃反应，而使沉淀溶解。

（5）NO或NO₂均是有毒的，属于大气污染物，需要尾气处理，因此装置D的作用是吸收尾气，防止污染大气。

考点：考查铜稀硝酸反应的有关实验探究

点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，难易适中，有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性，有利于培养学生规范严谨的实验设计能力和创新思维能力。该类试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心，通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确及灵活运用知识解决实际问题的能力。