Question

18．某学习小组为证明并观察铜与稀HNO₃反应的产物是NO，设计了如图所示的
实验装置．
请你根据他们的思路，选择下列药品完成实验，填写实验步骤并回答相关问题．供选择的药品：铜丝、稀硝酸、烧碱溶液、铁粉、CaCO₃颗粒．
（一）实验步骤
（1）实验开始时，必须进行的操作是检查装置的气密性；
（2）向试管中加入一定量的固体药品CaCO₃颗粒，然后倒入过量的稀硝酸，并迅速塞紧带铜丝和导管的橡皮塞，其目的是排出试管中的空气，防止与NO反应；
（3）反应一段时间后，用蘸有NaOH溶液的棉花团置于导管口；
（4）将铜丝向下移动插入试管液体中，使之与稀硝酸反应，化学方程式为3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（5）将注射器插入橡胶塞向试管内推入空气，现象是气体由无色变红棕色．
（二）问题探究
分别将等质量的铜片与等体积过量的浓、稀硝酸反应，所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色．某同学认为可能是Cu²⁺浓度的差异引起的，你认为是否正确？不正确（填“正确”或“不正确”），理由是等质量的铜与等体积的浓、稀硝酸反应后，所得溶液中Cu²⁺的浓度相等．

Answer 1

分析 （一）（1）对于气体的制备，组装完装置，需检查气密性；
（2）一氧化氮易与空气中氧气反应，故制取一氧化氮之前，应先排净装置中空气，可用碳酸钙和硝酸反应产生的二氧化碳来排净空气；
（4）Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水；
（5）NO与氧气反应生成二氧化氮；
（二）等质量的铜片与等体积过量的浓、稀硝酸反应，Cu完全反应，铜离子浓度相同．

解答 解：（一）（1）该反应制备气体，则实验开始时，必须进行的第一步操作是检验装置的气密性，故答案为：气密性；
（2）一氧化氮易与空气中氧气反应，故制取一氧化氮之前，应先排净装置中空气，可用碳酸钙和硝酸反应产生的二氧化碳来排净空气，防止与NO反应，
故答案为：CaCO₃颗粒；排出试管中的空气，防止与NO反应；
（4）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，化学方程式为3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（5）NO与氧气反应生成二氧化氮，则向试管内推入空气，现象是气体由无色变红棕色，故答案为：气体由无色变红棕色；
（二）等质量的铜片与等体积过量的浓、稀硝酸反应，硝酸足量，则Cu完全反应，铜离子浓度相同，所以颜色不同与Cu²⁺浓度的差异引起的说法不正确，
故答案为：不正确；等质量的铜与等体积的浓、稀硝酸反应后，所得溶液中Cu²⁺的浓度相等．

点评 本题以硝酸的性质为载体综合考查性质实验的设计，为高考常见题型，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，题目难度中等．