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14.某研究性学习小组设计不同实验方案来研究硝酸的性质.
(1)甲组同学设计如图装置来证实稀稍酸与铜反应,步骤如下.
A.检验50ml针筒的气密性.
B.抽出活栓,往针筒内放入一小块铜片,把针筒活栓推到底,将针筒下端玻璃管浸入蒸馏水中,抽拉活栓,吸入约10mL蒸馏水,发现针筒内仍有空气,然后针头朝上倒放,推活栓,使针头内充满水.
C.将针筒下端玻璃管浸入浓硝酸中,抽拉活栓,缓缓吸入4mL浓硝酸,将针筒下端套上橡皮管,然后用铁夹夹住.
回答以下相关问题:
①一段时间后在针筒内观察到溶液颜色为蓝色,有无色气体产生.该反应的化学方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O.
②反应停止后,针筒内产生了气体,要验证产生的气体是NO,还需进一步进行的操作是往针筒内抽气,气体由无色变红棕色.
(2)乙组同学也用此装置直接抽取浓硝酸和铜反应,发现溶液是绿色的,为了探究绿色的原因,乙组同学又做了三组对比实验,具体如表:
m(Cu)/g硝酸(过量)溶液颜色
A1浓HNO3(4mL)溶液为绿色
1稀HNO3(4mL)溶液为蓝色
B0.5浓HNO3(4mL)溶液为绿色
1稀HNO3(4mL)溶液为蓝色
C2浓HNO3(4mL)溶液为绿色
1稀HNO3(4mL)溶液为蓝色
根据乙组同学三组对比实验回答问题:
①一种观点认为:这可能是Cu2+浓度差异的结果,你同意这种看法吗?不同意(填“同意”或“不同意”),原因是相同质量的铜与相同体积且过量的硝酸反应生成的铜离子浓度相同.结合表格信息加以阐述)
②另一种观点认为:溶液呈绿色是铜与浓硝酸反应时产生的NO2溶于过量浓硝酸显黄色,加上和蓝色的硝酸铜溶液混在一起,使溶液呈绿色.为了验证推断是否正确,三位同学分别设计了三种方案,并进行验证:
方案一:将绿色溶液转移至试管,并给试管加热片刻,立即看到大量红棕色气体产生.认为该气体一定是溶解在溶液中的NO2,但也有同学持有异议.请分析原因过量的硝酸分解会产生红棕色的NO2
方案二:用双氧水和二氧化锰制得氧气,并把氧气缓缓通入绿色溶液中,观察溶液颜色变为蓝色.请用方程式表示溶液颜色变化的反应原理4NO2+O2+2H2O=4HNO3
方案三:往蓝色溶液中缓缓通入NO2气体,溶液颜色变绿色.
③从环保的角度看,你认为三个方案中最好的是哪一个方案二.

分析 (1)硝酸具有强氧化性,能氧化单质铜生成硝酸铜,溶液呈蓝色,要验证NO,可利用其极易被氧气氧化生成红棕色二氧化氮来实现;
(2)因为反应中硝酸过量,而铜的质量也是相等的,即生成的硝酸铜的浓度是相同的,说以不可能是因为浓度差异引起,由于硝酸过量,而硝酸是不稳定的,在加热的条件下,硝酸也会分解生成二氧化氮,在氧气的作用下,生成硝酸,由于消耗了二氧化氮,所以溶液颜色显蓝色,根据原理可知方案1和3均引起环境污染,说以方案2是最好的.

解答 解:(1)①硝酸具有强氧化性,与铜反应生成硝酸铜,稀硝酸生成NO,NO气体无色,化学方程式为:3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O;
故答案为:无;3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O;
②要验证NO,可利用其极易被氧气氧化生成红棕色二氧化氮来实现,方法是往针筒内抽气,气体由无色变红棕色;
故答案为:往针筒内抽气,气体由无色变红棕色;
(2)①因为反应中硝酸过量,而铜的质量也是相等的,即生成的硝酸铜的浓度是相同的;
故答案为:不同意;相同质量的铜与相同体积且过量的硝酸反应生成的铜离子浓度相同;
②硝酸是不稳定的,在加热的条件下,硝酸也会分解生成二氧化氮,二氧化氮和与氧气反应生成硝酸,反应的方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3
故答案为:过量的硝酸分解会产生红棕色的NO2;4NO2+O2+2H2O=4HNO3
③方案一和三均引起环境污染,说以方案二是最好的;
故答案为:方案二.

点评 本题考查了铜与硝酸的反应,综合考查学生实验设计和探究能力,涉及硝酸的性质、物质验证性实验设计,利用对比的方法判断硝酸的性质,题目难度中等,侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能量,注意相关基础知识的学习与积累.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

4.下面是某课外兴趣小组对二氧化硫的性质实验探究.
实验装置

实验步骤
①按照图示装置连接好实验仪器,检查装置气密性.②分别在装置I、II、III、IV中分别加入少许亚硫酸钠固体、2mL稀NaOH溶液(溶液中滴有酚酞试剂)、2mL酸性KMnO4溶液、2mL Na2S稀溶液;烧杯中加入约30mL浓NaOH溶液;最后向装置A中加入30mL硫酸.③打开止水夹,再慢慢地打开分液漏斗活塞,使其中的硫酸缓缓地滴下,注意观察装置II、III、IV内溶液中的现象.
通过上述实验,回答下列试题:
(1)仪器A的名称是分液漏斗.
(2)装置II中的现象为红色变浅直至消失,原因是酸性氧化物二氧化硫和氢氧化钠反应导致溶液PH值减小,从而使酚酞变为无色.
(3)装置III中发生反应的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+,若将装置III中的酸性KMnO4溶液换为氯水,则装置III中的现象是氯水的浅黄绿色褪去.
(4)装置IV中的Na2S用量不同发生的化学反应方程式不同.写出Na2S足量时的化学方程式2Na2S+SO2+2H2O═4NaOH+3S↓.
(5)烧杯中的浓NaOH溶液的作用是吸收酸性有毒气体,防止造成污染和毒害.
(6)在BaCl2溶液中通人SO2气体,溶液仍澄清;若将BaCl2溶液分盛两支试管.一支加硝酸,另一支加烧碱溶液,然后再通人SO2气体,结果两支试管都有白色沉淀.由此得出下列结论合理的是cd.
a.氯化钡有两性                  b.两支试管的沉淀均是亚硫酸钡
c.SO2有还原性和酸酐的性质      d.升高pH使SO2水溶液中SO32-浓度增大.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

5.实验室用NaOH固体配制250mL 1.0/L的NaOH溶液填空并请回答下列问题:
(1)配制时必须的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、250 mL 容量瓶.
(2)用托盘天平秤取NaOH固体10.0 g.
(3)配制时,其正确的操作顺序是BCAFED(字母表示,每个字母只能用一次);
A、用30mL水洗涤烧杯2-3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B、用天平准确称取所需的NaOH的质量,加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C、将已冷却的NaOH溶液沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中
D、将容量瓶盖紧,颠倒摇匀
E、改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F、继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1-2cm处
(4)下列配制的溶液浓度偏低的是BC;
A、称量NaOH时,砝码错放在左盘
B、向容量瓶中转移溶液时(实验步骤C)不慎有液滴洒在容量瓶外面
C、加蒸馏水时不慎超过了刻度线
D、定容时俯视刻度线
E、配制前,容量瓶中有少量蒸馏水.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.下列说法不正确的是(  )
A.使用滴定管前要检查是否漏液
B.用简易量热计测定反应热时,用环形玻璃搅拌棒进行搅拌使酸和碱充分反应,以达到良好的实验效果
C.用精密pH试纸测得某浓度氯水的pH为3.5
D.燃料电池实验中,用KNO3溶液或Na2SO4溶液代替蒸馏水,效果要好得多

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.下列说法正确的是(  )
①离子化合物一定含离子键,也可能含极性键或非极性键
②同位素的性质几乎完全相同
③水分子稳定性好是因水分子间含有氢键
④非金属单质中一定存在共价键
⑤由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
⑥化学反应中一定有化学键断裂,同时也有化学键形成
⑦盐酸中含有H+和Cl-,所以HCl是离子化合物(  )
A.①③⑥⑦B.①②④③⑥C.①⑥⑦D.①⑥

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

19.硫酸铜晶体俗称“胆矾”,在无机化工及生产生活中有广泛的应用.某课外研究小组的同学用粗铜粉设计了两种制备胆矾的途径:

(1)分别写出两种途径涉及的化学方程式:
途径Ⅰ2Cu+O2+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO4+2H2O
途径ⅡCu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)途径II中,若铜还有剩余,硫酸是否消耗完毕:否(填“是”或“否”).其理由是因随反应的进行,硫酸变稀,而稀H2SO4不与Cu反应,故H2SO4不会耗完
设计一个实验证明你的结论,写出你所设计实验的反应原理(用化学方程式表示)H2SO4+Fe=FeSO4+H2↑.
(3)比较制取胆矾的两种途径,途径Ⅰ有明显的两个优点:
①产生等量胆矾,途径I消耗硫酸少②途径I不产生污染大气的气体.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.同温同压下,燃烧20mLH2S用去O225mL,则充分燃烧的H2S与不充分燃烧的H2S的质量之比为(  )
A.1:2B.2:3C.3:1D.3:2

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.设NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是(  )
A.标准状况下,11.2L CHCl3含有的原子总数为2.5NA
B.25g质量分数为68%的H2O2溶液中含有氧原子数目为NA
C.高温下,16.8gFe与足量水蒸气完全反应失去0.8NA个电子
D.1molCH5+中含有的电子数目为11NA

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科目:高中化学 来源:2017届山东省高三上第一次教学诊断化学卷(解析版) 题型:选择题

分类是化学学习与研究的常用方法,下列分类正确的是

A.Cl2O7、P2O5、SO3、CO2均属于酸性氧化物

B.Na2O、Na2O2为相同元素组成的金属氧化物,都属于碱性氧化物

C.根据是否具有丁达尔效应,将分散系分为溶液、浊液和胶体

D.根据溶液导电能力强弱,将电解质分为强电解质、弱电解质

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同步练习册答案