Question

【題目】如下圖是銅與硝酸反應的實驗改進裝置，根據實驗回答下列問題：

（1）儀器a的名稱是________；按圖組裝好裝置后，首先進行的操作是____；

（2）c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸，c中主要反應的離子方程式是____；充分反應后再由a向c中加2mL蒸餾水，此時c中氣體顏色變淺，反應的離子方程式為________；

（3）表中是制取硝酸銅的三種方案，能體現環保理念的最佳方案是

方案	反應物
甲	Cu、濃HNO3
乙	Cu、稀HNO3
丙	Cu、O2.稀HNO3

（4）該興趣小組還用上述裝置制備收集氨氣，回答下列問題：

①利用上述裝置制氨氣，最合理的試劑組合是_________。

A．Ca (OH)2溶液與NH4Cl溶液 B．濃氨水與新制生石灰 C．NH4HCO3溶液與硫酸

②上述選擇的試劑能制氨氣的理由是_________。

③此實驗裝置用于制備收集氨氣不合理之處有：_________、_________。（寫出兩點）

Answer 1

【答案】 分液漏斗 檢查裝置的氣密性 Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 3NO2+H2O= 2H++2NO3-+ NO 丙 B 生石灰遇水放熱，溫度升高氨氣溶解度降低，同時生成氫氧化鈣，增大c (OH-)，促進平衡NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-逆向移動，從而逸出氨氣 d中導管應短進長出；無尾氣處理裝置

【解析】（1）根據儀器的結構可知儀器a的名稱是分液漏斗；按圖組裝好裝置后，首先進行的操作是檢查裝置氣密性；

（2）銅與濃硝酸反應得到硝酸銅、二氧化氮和水，離子方程式為：Cu+4H++2NO3-=Cu2++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中氣體顏色變淺，反應的離子方程式為3NO2+H2O= 2H++2NO3-+ NO；

（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+O22CuO，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。

（4）①此裝置特點為固液不加熱，則利用該裝置制氨氣，可選擇濃氨水與新制生石灰，答案為B；

②利用濃氨水與新制生石灰制氨氣的原因是生石灰遇水放熱，溫度升高氨氣溶解度降低，同時生成氫氧化鈣，增大c (OH-)，促進平衡NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-逆向移動，從而逸出氨氣；

③此實驗裝置用于制備氨氣，但不適宜收集氨氣，因為氨氣的密度比空氣小，d中導管應短進長出，另外無尾氣處理裝置。