Question

【題目】用下圖中的簡易裝置可以進行氣體的發生和收集。

（1）實驗前應如何檢查該裝置的氣密性？

（2）撥開試管a的橡皮塞，加入10ml6mol·L－1稀HNO3和1g薄銅片，立即將帶有導管的橡皮塞塞緊試管口，反應開始時速度緩慢，逐漸加快，請寫出試管a中所發生的所有反應的方程式。

（3）從反應開始到反應結束，預期試管a中可觀察到哪些現象？請依次逐一寫出。

（4）在反應開始時，可觀察到導管b中的水面先沿導管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有氣泡從管口冒出。試說明反應開始時，導管中水面先上升的原因。

（5）試管c收集滿氣體后，用拇指堵住管口，取出水槽，將管口向上，松開拇指，片刻后，再次堵住管口，將試管又再倒置于水槽中，松開拇指，此時可觀察到什么現象?

Answer 1

【答案】（1）把導管b的下端浸入水中，用手緊握捂熱試管a，導管中會有氣泡冒出，松手后，水又會回升到導管b中。

（2）①3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ②2NO+O2=2NO2 ③3NO2+H2O=2HNO3+NO

（3）①銅片和稀HNO3反應，有無色氣泡產生，開始緩慢后來加快

②試管上部氣體由無色變為淺棕色，又變為無色

③試管a中的溶液由無色變為淺藍色

④反應結束后，銅片全部消耗完

（4）由于反應開始時產生的NO和試管a上部空氣中的O2作用生成NO2，而NO2又易溶于水并與水反應，使裝置內氣體的壓強暫時減小，所以導管中的水面會先上升到一定高度，此后又落回。等到試管上部空氣中的O2消耗完以后，NO就會從管口冒出

（5）松開拇指后NO與空氣中的氧氣反應：2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO，導致氣體體積減小，液面上升，試管內氣體又變為無色

【解析】

試題分析：（1）由該裝置圖可知，采用“微熱法”檢驗氣密性，步驟為：把導管b的下端浸入水中，用手握住試管a，若b導管口處有氣泡冒出，放手后在導管b中形成一段水柱，則證明裝置氣密性良好；

（2）Cu和稀硝酸反應生成硝酸銅、NO和水，NO易被氧氣氧化生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸和NO，所以涉及的反應方程式為3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO；

（3）由發生的反應3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O、2NO+O2=2NO2、可知，銅片逐漸變小直至消失，溶液中有無色氣泡產生，該氣體在試管上部變為紅棕色，試管中的溶液由無色變為淺藍色；

（4）由于反應開始時產生的NO和試管a上部空氣中的O2作用生成NO2，而NO2又易溶于水并與水反應，使裝置內氣體的壓強暫時減小，所以導管中的水面會先上升到一定高度，此后又落回。等到試管上部空氣中的O2消耗完以后，NO就會從管口冒出；

（4）松開拇指后NO與空氣中的氧氣反應：2NO+O2=2NO2，而生成NO2，再投入水中時發生反應：3NO2+H2O=2HNO3+NO，導致氣體體積減小，液面上升，試管內氣體又變為無色。