Question

【題目】某研究性學習小組的同學通過查閱資料知，NO可與熾熱的銅粉發生反應，他們設計如下裝置(夾持裝置略去)進行實驗驗證。

已知：NO能被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成NO3-。

請回答下列問題：

(1)實驗開始前，檢查裝置氣密性的方法是關閉K1、K2，將導管未端置于盛水的水槽中，______________，則表明裝置氣密性良好；裝置A中發生反應的離子方程式為___________________。

(2)裝置B的作用為____________________。

(3)裝置A中反應開始前，需要先打開K1，向裝置中通入一段時間的N2或CO2，其目的是______________________。

(4)實驗過程中，裝置D中銅粉變黑，裝置E中溶液顏色變淺，則裝置E中發生反應的離子方程式為_________________________。請設計一種簡單的實驗方案，證明該離子反應中的氧化產物為NO3-________________________(寫出主要的操作過程、現象、結論)。

(5)從綠色化學角度考慮，實驗結束后，拆卸裝置前，還應進行的一項操作是_________________。

Answer 1

【答案】 用酒精燈微熱三頸燒瓶水槽中有氣泡產生撤去酒精燈后導管中有一段倒吸的水柱 Cu+2NO3-+4H+=Cu2++ 2NO2↑+ 2H2O 將NO2轉化為NO 排除裝置內的空氣，防止NO 及加熱時Cu被空氣中的氧氣氧化 3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O 取適量E中溶液放入試管中，加入稀硫酸后再加入銅片，若試管口有紅棕色氣體生成，則說明有NO3-生成，否則沒有NO3-生成 打開K1，向裝置內通入一段時間的氮氣

【解析】考查實驗方案設計與評價，（1）檢驗氣密性，關閉K2、K2，將導管未端置于盛水的水槽中，用酒精燈微熱三頸燒瓶水槽中有氣泡產生撤去酒精燈后導管中有一段倒吸的水柱，證明氣密性良好；裝置A制備NO2，發生的離子方程式為 Cu+2NO3－+4H＋=Cu2＋+ 2NO2↑+ 2H2O；（2）實驗的目的是用NO與Cu發生反應，即B裝置發生的反應是3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，B裝置的作用是將NO2轉化成NO；（3）因為NO能與O2發生反應生成NO2，加熱狀態下Cu與O2生成CuO，因此反應開始前通入一段時間的N2或CO2，目的是排盡裝置中的空氣，防止O2與NO、Cu發生反應；（4）D中銅粉變黑，說明銅與NO發生反應，生成Cu和N2，根據信息NO能與酸性高錳酸鉀溶液發生反應，即裝置E的目的是除去未反應的NO，即離子反應方程式為3MnO4－+5NO+4H＋=3Mn2＋+5NO3－+2H2O；證明NO3－的存在，NO3－在酸性條件下具有強氧化性，方法是取適量E中溶液放入試管中，加入稀硫酸后再加入銅片，若試管口有紅棕色氣體生成，則說明有NO3－生成，否則沒有NO3－生成 ；（5）反應停止后，裝置中還有未反應的NO，NO有毒，必須除去，實驗結束后，拆卸裝置前，應打開K1，向裝置內通入一段時間的氮氣，讓NO全部被酸性高錳酸鉀溶液吸收。