Question

16．为了验证铜与稀硝酸反应产生的是一氧化氮而不是氢气．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；C中有足量的澄清石灰水，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，为了将体系中的氧气排净，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当出现当C处出现白色沉淀时现象时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸脱离，说明已经将装置中的氧气排净；
（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3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2 NO↑+4H₂O；
（3）用F向E中鼓入空气后，可观察到烧瓶E内的现象是有红棕色气体生成；
（4）装置D的作用是收集尾气，防止污染空气；
（5）有人认为装置存在缺陷，请在不增加其他仪器的情况下，改进该装置：将装置E的长、短导气管交换位置．

Answer 1

分析 实验时，可先将B装置中CaCO₃放入硝酸中，碳酸钙和硝酸反应生成二氧化碳气体，先排出去其中的空气，以便在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，且在C中可观察到浑浊，有碳酸钙沉淀生成，A中硝酸和铜反应生成NO，易于氧气反应，则将F气球中空气压入E中，有红棕色气体生成，装置D中盛有氢氧化钠溶液，可用与吸收二氧化氮气体，气体中气球可用于吸收不反应的NO，以防止污染空气，以此解答该题．

解答 解：（1）实验时，可先将B装置中CaCO₃放入硝酸中，碳酸钙和硝酸反应生成二氧化碳气体，先排出去其中的空气，以便在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色；E中空气已被赶尽时，E中石灰水与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，可观察到石灰水变浑浊，
故答案为：当C处出现白色沉淀时；
（2）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO，反应的化学方程式为3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2 NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2 NO↑+4H₂O；
（3）将F气球中空气压入E中，NO与氧气反应生成二氧化氮，即有红棕色气体生成；
故答案为：有红棕色气体生成；
（4）装置D中盛有氢氧化钠溶液，可用与吸收二氧化氮气体，气体中气球可用于吸收不反应的NO，以防止污染空气，
故答案为：收集尾气，防止污染空气；
（5）二氧化碳的密度比空气重，应用向上排空气法收集，故E中应左导管短，右导管长，才有利于排净空气，保证E中全是二氧化碳气体；
故答案为：将装置E的长、短导气管交换位置．

点评 本题以硝酸的性质为载体综合考查性质实验的设计，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握相关物质的性质，明确实验目的和原理是解答该题的关键，注意相关实验操作方法的注意事项，难度中等．