Question

【題目】某興趣小組設計出如圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應”實驗，以探究化學實驗的綠色化。

(1)實驗前，關閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導管口，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中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸，c中反應的化學方程式是______________________________________。再由a向c中加2 mL蒸餾水，c中的實驗現象是____________________________。

(3)右表是制取硝酸銅的三種方案，能體現綠色化學理念的最佳方案是_____，理由是_________。

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

(4)該小組還用上述裝置進行實驗證明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2，操作步驟為_______________,實驗現象為__________________；但此實驗的不足之處是____________________________。

Answer 1

【答案】 檢查裝置氣密性 Cu＋4HNO3(濃) = Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 反應變緩，氣體顏色變淡 丙 耗酸量最少，無污染 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中有黃綠色氣體產生，d中溶液變為黃棕色 沒有處理尾氣

【解析】考查實驗設計與評價，（1）此操作步驟，是實驗前進行的，因此此操作目的是檢驗裝置氣密性；（2）發生Cu和濃硝酸反應，即反應方程式為Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，加入蒸餾水，硝酸濃度降低，反應速率變換，銅和稀硝酸反應生成NO，因此氣體顏色變淺；（3）甲：銅和濃硝酸反應生成NO2，NO2有毒，污染空氣，不符合綠色化學理念；乙：銅和稀硝酸反應生成NO，NO有毒，污染空氣，不符合綠色理念；丙：Cu和氧氣反應生成CuO，CuO與稀硝酸反應生成硝酸銅和H2O，不產生污染物，消耗硝酸的量少，符合綠色理念；（4）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中發生2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O，有氯氣產生，現象是產生黃綠色氣體，d中發生Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，d中溶液變為黃棕色，氯氣和液溴有毒，沒有處理尾氣裝置。