Question

【題目】銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO，NO又被氧化成NO2，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有干擾，過(guò)多的NO、NO2又會(huì)污染環(huán)境。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)符合綠色化學(xué)的思想。某興趣小組設(shè)計(jì)出如圖所示裝置來(lái)改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。

（1）實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長(zhǎng)導(dǎo)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中放一小塊銅塊，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸，c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________________。

（3）表中是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是__________，理由是________________________________________________________________________。

方案	反應(yīng)物
甲	Cu、濃硝酸
乙	Cu、稀硝酸
丙	Cu、O2、稀硝酸

（4）該興趣小組還用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO4>Cl2>Br2，操作步驟為_______________________，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為________________________________；但此實(shí)驗(yàn)的不足之處是___________________________________。

Answer 1

【答案】 檢查裝置氣密性 Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 丙 硝酸耗量少，產(chǎn)物無(wú)污染 向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO4，由a向c中加入濃鹽酸 c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變?yōu)槌壬?/span> 沒有尾氣吸收裝置

【解析】（1）連接裝置后的第一步是檢查裝置氣密性，觀察d中有氣泡即可。

（2）c中進(jìn)行的是單質(zhì)銅和濃硝酸的反應(yīng)，所以方程式為Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。

（3）甲中反應(yīng)為：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；乙中反應(yīng)為：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；丙中反應(yīng)為：2Cu+O2＋4HNO3(稀) === 2Cu(NO3)2＋2H2O。所以得到相同的硝酸銅，丙方案需要的硝酸最少，且沒有污染性的氣體產(chǎn)生。

（4）高錳酸鉀會(huì)氧化濃鹽酸生成氯氣（黃綠色），氯氣通入溴化鉀溶液中，將溴離子氧化為溴單質(zhì)，形成溴水，溶液會(huì)由無(wú)色變?yōu)槌壬�。本�?shí)驗(yàn)的最大問題就是沒有氯氣的尾氣吸收裝置。