Question

【題目】為了證明銅與稀硝酸反應產生NO，某校學生實驗小組設計了一個實驗，其裝置如圖所示（加熱裝置和固定裝置均已略去），B為一個用金屬絲固定的干燥管，內裝塊狀碳酸鈣固體；E為一個空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的雙連打氣球。

（1） 實驗時，先將B裝置下移，使碳酸鈣與稀硝酸接觸產生氣體，當C處產生白色沉淀時，立刻將B裝置上提，使之與稀硝酸分離。該組學生設計此步操作的目的為 。

（2）將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產生無色氣體，其反應的化學方程式為 。

（3）裝置E中開始時出現淺紅棕色氣體，用F向E中鼓入空氣后，可觀察到燒瓶E內氣體顏色加深，產生上述現象的原因是 。

（4）一段時間后，C中白色沉淀溶解，其原因是________________________ __。

（5）裝置D的作用是_________ ___________________________________。

Answer 1

【答案】（1）用碳酸鈣與稀硝酸反應產生的二氧化碳排出裝置中的空氣

（2）3Cu + 8HNO3(稀)3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O

（3）CO2密度比空氣大，CO2進入E中并未將瓶中空氣完全排盡，致使有少量NO被空氣氧化成NO2，而出現淺紅棕色；當從F中鼓入空氣時，更多NO被氧化成NO2，故紅棕色變深

（4）NO2在溶液中生成的HNO3與CaCO3反應，使沉淀溶解

（5）吸收尾氣，防止污染大氣

【解析】

實驗時，可先將B裝置中CaCO3放入硝酸中，碳酸鈣和硝酸反應生成二氧化碳氣體，先排出裝置中的空氣，以便在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，且在C中可觀察到渾濁，有碳酸鈣沉淀生成，A中硝酸和銅反應生成NO，易于氧氣反應，則將F氣球中空氣壓入E中，有紅棕色氣體生成，裝置D中盛有氫氧化鈉溶液，可吸收二氧化氮氣體，氣球可用于收集不反應的NO，以防止污染空氣。

(1)實驗時，可先將B裝置中CaCO3放入硝酸中，碳酸鈣和硝酸反應生成二氧化碳氣體，用碳酸鈣與稀硝酸反應產生的二氧化碳排出裝置中的空氣排除裝置中的空氣，以便在E燒瓶中收集到NO，觀察顏色，故答案為：用碳酸鈣與稀硝酸反應產生的二氧化碳排出裝置中的空氣；

(2)稀硝酸與銅反應生成硝酸銅和NO，反應的化學方程式為：3Cu+8HNO3=2Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，故答案為：3Cu+8HNO3=2Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

(3)由于CO2的密度大于空氣的密度，因此E中采用向下排空氣法是不能將空氣排盡的．由于E中有殘留的少量O2，因此當有NO生成時，E中有少量的NO2生成，從F鼓入空氣時，E中生成的NO2增加，紅棕色加深，故答案為：二氧化碳密度大于空氣，未能排盡燒瓶中的空氣，少量NO與空氣中的氧氣反應生成少量的紅棕色的NO2；鼓入空氣后，NO與氧氣反應，生成大量的紅棕色氣體二氧化氮，所以紅棕色加深；

(4)E中生成的NO2會被排入C，在C中與水反應生成硝酸，將原來生成的CaCO3沉淀溶解，故答案為：二氧化氮與水反應生成硝酸，硝酸使白色沉淀碳酸鈣溶解；

(5)D裝置用來吸收尾氣，防止污染環境，故答案為：吸收尾氣，防止污染大氣。