Question

【題目】某化學興趣小組欲驗證：“銅和一定量的濃硝酸反應有一氧化氮產生”。設計使用了如圖裝置進行實驗。(假設氣體體積均為標準狀況，導氣管中氣體體積忽略不計，且忽略反應中的溶液體積變化)

試回答下列問題：

(1)在銅和濃硝酸反應前，擠壓打氣球(球內充滿空氣)，經A、B、C反應后，氣體進入D中，通入該氣體的目的是_______；進行此步操作時應關閉_______，打開_____(填K1、K2或K3，上同)。

(2)關閉K1、K2，打開K3，由分液漏斗向D中滴加濃硝酸。待Cu和濃硝酸反應結束后，再通過分液漏斗向D中加入CCl4至滿。則D中一定發生反應的離子方程式為：___。

(3)若E裝置中出現倒吸，可采取的應急操作是____________；

(4)若測得反應后E裝置中HNO3的濃度為0.072mol/L,F裝置所收集到的氣體體積為139.00 mL，則銅和一定量的濃硝酸反應___(填“有”或“無”)NO生成。

Answer 1

【答案】排出D中的空氣 關閉K3 打開K1、K2 Cu + 2NO3－+ 4H＋＝Cu2＋+ 2NO2↑+ 2H2O 向下調節量氣管（或及時關閉K3） 有

【解析】

氣球中的空氣成分主要是氧氣、氮氣、二氧化碳、水蒸氣等，通過氫氧化鈉溶液除去二氧化碳，通過濃硫酸除去水蒸氣；C裝置是反應掉空氣中的氧氣；D裝置是驗證銅和濃硝酸反應中可能產生一氧化氮氣體，必須保證不能含有氧氣，才能在后續試驗中通過測定氣體體積判斷一氧化氮氣體的存在。

（1）綜上分析進入D裝置的氣體主要是氮氣，通入氮氣目的是排出D中的空氣，避免生成的一氧化氮氣體被氧氣氧化為二氧化氮，依據氣體流向，關閉K3，打開K1、K2，讓氮氣把試管中的空氣趕凈，更好的利用后續試驗測定氣體體積和驗證一氧化氮氣體的生成。

（2）關閉K1、K2，打開K3，由分液漏斗向D中滴加濃硝酸，一定發生的反應是銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，離子方程式為Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O。

（3）若E中出現倒吸，可以調節F中量氣管的液體高度改變壓強，向下調節量氣管，使E中的壓強減少，防止液體進入E發生倒吸，或直接關閉K3，不讓液體進入E裝置。

（4）通過計算分析判斷，E裝置中生成的硝酸溶液體積為100ml，濃度為0.0720mol/L，所以生成硝酸物質的量為0.0072mol，根據化學方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO，生成的一氧化氮氣體物質的量為0.0036mol，在標準狀況下的體積=0.0036mol×22.4L/mol=0.08064L

=80.64ml，加上原來試管中的氮氣50ml，共計130.64ml，小于題干中實驗測得的氣體體積139.00ml，說明銅和濃硝酸反應的過程中生成二氧化氮氣體同時也生成了一氧化氮氣體。