(2010?沈阳二模)在研究性学习中,某实验小组进行了铜与稀硝酸反应的实验探究.有三位学生设计了以下三种实验方案.如图所示:
(1)写出稀硝酸与铜反应的化学方程式
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
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(2)甲同学用图1装置进行实验,在圆底烧瓶中加入20mL 6mol/L HNO
3和2g薄铜片,在反应开始时,可观察到水槽内的导管中水面先慢慢上升到一定高度,此后又回落,然后有气泡从导管口冒出.试说明产生上述现象的原因
由于反应开始时产生的NO与烧瓶内空气中O2作用生成NO2,NO2溶于水并与水反应使装置内气压减小,水倒吸入至一定高度后,当烧瓶中的氧气全部消耗后,生成的NO排出导管口,即有气泡产生
由于反应开始时产生的NO与烧瓶内空气中O2作用生成NO2,NO2溶于水并与水反应使装置内气压减小,水倒吸入至一定高度后,当烧瓶中的氧气全部消耗后,生成的NO排出导管口,即有气泡产生
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(3)乙同学将甲的实验进行了改进,采用了图2装置进行实验.
①在实验中,要使B中的气体始终保持无色,其操作是
先关闭a,开启b和c一段时间,再关b开a
先关闭a,开启b和c一段时间,再关b开a
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②如果开启a和c,关闭b,装置里液面上空间的体积为VmL,空气中氧气的体积分数为21%,实验在标准状况下进行,全部氧气通过反应转化为硝酸;实验开始时加入的铜为mg,实验完毕后剩余的铜为ng,所得溶液体积也是VmL.则所得溶液的物质的量浓度是
0.0125mol?L-1
0.0125mol?L-1
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(4)丙同学采用图3装置进行实验,将活塞打开,从U形管的长管口注入稀硝酸,一直注到U形管短管中充满液体时,立即关闭活塞.铜与稀硝酸开始反应产生NO气体.
①当
硝酸与铜丝脱离接触
硝酸与铜丝脱离接触
时反应、自动停止,在
U形管短管上部(或U形管左管上部)
U形管短管上部(或U形管左管上部)
处观察到无色的NO气体.
②为了证明Cu与稀HNO
3反应生成的气体是NO,而不是N
2,需要的简单操作是
再将分液漏斗的活塞慢慢打开,在分液漏斗中观察到气体由无色变为红棕色
再将分液漏斗的活塞慢慢打开,在分液漏斗中观察到气体由无色变为红棕色
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③图3装置与图1、图2装置相比,优点是
能探究出铜与稀硝酸反应生成物为NO,且可以验证NO被氧化成NO2的过程)
能探究出铜与稀硝酸反应生成物为NO,且可以验证NO被氧化成NO2的过程)
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