Question

某同学用下面装置实现铜与浓、稀硝酸反应，过程如下：
I．取一段铜丝，用稀硫酸除去铜锈[主要成分是Cu₂（OH）₂CO₃]．
Ⅱ．将洗涤后的铜丝做成匝数较多的螺旋状．
Ⅲ．按下图所示连接仪器、检查气密性、装入化学试剂．
（1）过程I发生反应的离子方程式是______．
（2）过程Ⅱ将铜丝做成螺旋状的目的是______．
（3）过程Ⅲ的后续操作如下：
①为使浓硝酸与铜丝接触．操作是______．当红棕色气体较多时，轻抽注射器使反应停止，关闭a，取下注射器．
②换入另一注射器后，打开b和分液漏斗活塞，玻璃管充满稀硝酸时，关闭b打开a，可见无色气体产生．稀硝酸充满玻璃管的实验目的是______．
（4）已知：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO和NO₂的混合气体的组成可表示为NO_x．将该混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，x的取值范围应为______．

Answer 1

【答案】分析：（1）稀硫酸和铜锈反应生成硫酸铜、二氧化碳和水；
（2）根据外界条件（反应物接触面积）对化学反应速率的影响分析；
（3）①根据气体压强对浓硝酸的影响分析；
②玻璃管中存有二氧化氮，影响稀硝酸和铜反应生成一氧化氮的实验，利用稀硝酸排出二氧化氮气体；
（4）由方程式2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O和NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O可知，NO单独不能被吸收，NO和NO₂混合气体被NaOH溶液被完全吸收，满足n（NO₂）：n（NO）≥1，当n（NO₂）：n（NO）=1时x值最小，计算x的最小值，因为混有NO，所以x最大值＜2，据此确定x取值范围．
解答：解：（1）稀硫酸和铜锈反应生成硫酸铜、二氧化碳和水，
故答案为：Cu₂（OH）₂CO₃+4H⁺=2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O；
（2）反应物的接触面积越大，化学反应速率越快，当将铜丝做成螺旋状时增大了铜和硝酸的接触面积，提高了化学反应速率，
故答案为：增大铜丝与酸的接触面积，提高化学反应速率；
（3）①利用锥形瓶中气压将浓硝酸压入玻璃管使浓硝酸和铜反应，要想使该实验发生，需将止水夹a和b打开，从注射器中推入空气；铜和浓硝酸反应生成碳酸铜、二氧化氮和水，
故答案为：打开止水夹a和b，从注射器中推入空气；
②玻璃管中存有二氧化氮，影响稀硝酸和铜反应生成一氧化氮的实验，如果控制b和分液漏斗活塞，玻璃管充满稀硝酸时，关闭b打开a，排出了二氧化氮，所以可见无色气体．所以稀硝酸充满玻璃管的实验目的是：将玻璃管中的NO₂排出，
故答案为：将玻璃管中的NO₂排出；
（4）由方程式可知，NO单独不能被吸收，NO和NO₂混合气体被NaOH溶液被完全吸收，满足n（NO₂）：n（NO）≥1，当n（NO₂）：n（NO）=1时x值最小，x最小值为=1.5，因为混有NO，所以x最大值＜2，故x的取值范围为1.5≤x＜2，故答案为：1.5≤x＜2．
点评：本题以硝酸的性质为载体考查了铜和硝酸的实验，难度不大，注意基础知识的积累．