Question

某校化學實驗小組為了證明銅與稀硝酸反應產生一氧化氮，用如圖所示裝置進行實驗(加熱裝置和夾持裝置均已略去，裝置氣密性良好，F是用于鼓入空氣的雙連打氣球)。

實驗操作及現象：

實驗操作	現象
Ⅰ.將B裝置下移，使碳酸鈣與稀硝酸接觸	產生氣體
Ⅱ.當C裝置中產生白色沉淀時，立刻將B裝置上提
Ⅲ.將A裝置中銅絲放入稀硝酸中，給A裝置微微加熱	A裝置中產生無色氣體 E裝置中開始時出現淺紅棕色氣體
Ⅳ.用F裝置向E裝置中鼓入空氣	E裝置內氣體顏色逐漸加深
Ⅴ.一段時間后	C裝置中白色沉淀溶解

 
試回答下列問題：
(1)操作Ⅰ中產生氣體的化學式為                 ；操作Ⅰ的目的是                ；D裝置的作用是                                                。
(2)C裝置中白色沉淀的化學式是                                  ，操作Ⅱ中當C裝置中產生白色沉淀時立刻將B裝置上提的原因是                                。
(3)操作Ⅲ中A裝置中產生無色氣體的化學方程式是                                。
(4)E裝置內氣體顏色逐漸加深的原因是                                。
(5)操作Ⅴ現象產生的原因是(用化學方程式說明)                                。

Answer 1

(1)CO₂　用碳酸鈣與稀硝酸反應產生的二氧化碳趕走裝置內的空氣　平衡壓強，吸收NO、NO₂、CO₂尾氣，防止污染大氣
(2)CaCO₃　防止消耗稀硝酸過多，從而影響銅與稀硝酸的反應
(3)3Cu＋8HNO₃(稀)=3Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O
(4)CO₂的密度比空氣的大，CO₂從長管進入E裝置，并沒有把E裝置中的空氣排盡，致使部分NO先與未排盡的空氣反應生成少量紅棕色NO₂，當用F裝置鼓入空氣時，E裝置中有更多NO₂生成，所以紅棕色加深
(5)3NO₂＋H₂O=2HNO₃＋NO(或4NO＋3O₂＋2H₂O=4HNO₃)，CaCO₃＋2HNO₃=Ca(NO₃)₂＋CO₂↑＋H₂O

該實驗的原理是首先用碳酸鈣與稀硝酸反應產生的CO₂將裝置中的空氣排盡，以防止空氣中的氧氣對實驗造成干擾，然后銅與稀硝酸反應產生氣體，通過向E裝置中通入空氣，氣體顏色變深，說明銅與稀硝酸反應產生的氣體為NO，最后處理尾氣。(1)操作Ⅰ是用碳酸鈣與稀硝酸反應產生的CO₂將裝置中的空氣排盡，以防止空氣中的氧氣對實驗干擾。(2)C裝置中白色沉淀是CaCO₃，操作Ⅱ中當C裝置中產生白色沉淀時立刻將B裝置上提是防止消耗稀硝酸過多，從而影響銅與稀硝酸的反應。(3)操作Ⅲ中A裝置中發生的是銅與稀硝酸的反應。(4)E裝置內氣體顏色逐漸加深是由于E裝置中有更多NO₂生成。(5)操作Ⅴ現象產生的原因是NO₂與H₂O反應生成硝酸，硝酸與CaCO₃反應。