Question

实验室用稀硝酸与Cu反应来制备NO，如果采用图（Ⅰ）装置，由于烧瓶内的空气不易排出，生成的NO很快被氧化成红棕色的NO₂，不易观察到有无色的NO生成．即使可用排水法收集到无色的NO，也无说服力，会认为NO是由NO₂与H₂O反应生成的．有人设计了图（Ⅱ）装置，用来做该实验可以达到满意的效果．
（1）将有关操作补充完整．
①将活塞打开，从U形管的长管口注入稀硝酸，一直注到

 

为止．
②关闭活塞，用酒精灯在

 

加热，当

 

时，立即撤去酒精灯．
（2）回答下列问题：
①写出铜与稀硝酸反应的离子方程式：

 

；
②反应在什么情况下可以自动停止？

 

，可以在何处观察到无色的NO？

 

；
③如果再将活塞慢慢打开，可立即观察到哪些明显现象？

 

．

Answer 1

分析：由于NO易被空气中O₂氧化成NO（红棕色），所以在金属与稀HNO₃反应的常规实验中，很难观察到无色NO气体的生成，而是观察到红棕色气体．本题实验Ⅱ中的意图是创设无氧气环境，使NO能存在相当长一段时间．结合NO₂的性质解答该题．

解答：解：（1）①实验时应将装置内的空气完全排除，则应单孔塞下沿与液面间不留有空隙，否则不能观察到无色气体，
故答案为：单孔塞下沿与液面间不留有空隙；
②金属铜和稀硝酸反应在加热条件下进行，可以在U型管的A侧加热，铜丝与稀硝酸的反应为放热反应，当生成气体时可停止解热，反应放出的热量可维持反应继续进行，
故答案为：U型管的A侧；铜丝上有气泡产生；
（2）①金属铜可以和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑十4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑十4H₂O；
②当铜丝和稀硝酸不接触时，反应会自动停止，在左侧可观察到无色气体，
故答案为：当产生的NO气体将稀硝酸排入U型管B侧管内使铜丝网与稀硝酸脱离后反应会立即停止；在U型管A侧管内可观察到无色的NO气体；
③如果再将分液漏斗的活塞慢慢打开，右侧压强大于左侧，U型管B侧管中硝酸又回落到A侧管内，NO与空气接触而生成红棕色气体．
故答案为：U型管B侧管中硝酸又回落到A侧管内，分液漏斗中有红棕色气体出现．

点评：本题考查制备实验的设计，题目难度中等，注意把握实验的操作方法和反应原理，注意观察NO的现象必须在无氧的环境中进行．