Question

【題目】某興趣小組設計出如圖所示裝置來進行“銅與硝酸反應”實驗，以探究化學實驗的綠色化．
（1）實驗前，關閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c，其目的是 ．
（2）在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸，c中反應的化學方程式是 ． 再由a向c中加2mL蒸餾水，c中的實驗現象是 ．
（3）如表是制取硝酸銅的三種方案，能體現綠色化學理念的最佳方案是 ， 理由是、 ．

方 案	反 應 物
甲	Cu、濃HNO3
乙	Cu、稀HNO3
丙	Cu、O2、稀HNO3

（4）該小組還用上述裝置進行實驗證明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2 ． 操作步驟為：實驗現象為 ．

Answer 1

【答案】
（1）檢查裝置氣密性
（2）Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；反應變緩,紅棕色氣體逐漸變為無色
（3）丙；制取等量的硝酸銅時,丙方案耗酸量最少；無污染物（NOX）產生
（4）a中加入濃鹽酸,c中加入高錳酸鉀,d中加入溴化鉀溶液　、　打開b由a向c中加入濃鹽酸； c中有黃綠色氣體產生,d中溶液由無色變為橙黃色　；但此實驗的不足之處是　無尾氣處理裝置,會污染環境
【解析】解：（1）實驗前要檢查裝置氣密性，實驗前，關閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c，這是檢查裝置氣密性的常見方法，

所以答案是：檢查裝置氣密性；（2）銅與濃硝酸反應得到硝酸銅、二氧化氮和水，反應的化學方程式為：Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；由a向c中加2mL蒸餾水，硝酸進行的稀釋，反應變緩，同時二氧化氮能與水反應生成硝酸和一氧化氮，故c中氣體顏色紅棕色氣體逐漸變為無色，

所以答案是：Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；反應變緩，紅棕色氣體逐漸變為無色；（3）甲：銅與濃硝酸制取硝酸銅時的方程式是：Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，生成的NO2會造成大氣污染，硝酸的利用率為50%；

乙：銅與稀硝酸制取硝酸銅時的方程式是：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，生成的NO也會造成大氣污染，硝酸的利用率為75%；

丙：此過程用方程式可表示為：2Cu+O2 2CuO，CuO+2HNO3=Cu（NO3）2+H2O，從過程可以看出該過程不會產生有毒氣體，環保且沒有多消耗原料，故能體現綠色化學理念的最佳方案是丙，

所以答案是：丙；制取等量的硝酸銅時，丙方案耗酸量最少；無污染物（NOX）產生；（4）根據氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性，利用KMnO4與濃鹽酸反應：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，

再利用產生的氯氣與KBr溶液反應得到溴：Cl2+2KBr=2KCl+Br2，操作步驟為a中加入濃鹽酸，c中加入高錳酸鉀，d中加入溴化鉀溶液，打開b由a向c中加入濃鹽酸，現象為c中有黃綠色氣體產生，d中溶液變為橙色，同時要注意尾氣吸收，防止污染空氣，

所以答案是：a中加入濃鹽酸，c中加入高錳酸鉀，d中加入溴化鉀溶液；打開b由a向c中加入濃鹽酸；c中有黃綠色氣體產生，d中溶液由無色變為橙黃色；無尾氣處理裝置，會污染環境．