Question

【题目】某兴趣小组设计出如图所示装置来进行“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化．
（1）实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是 ．
（2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是 ． 再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是 ．
（3）如表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是 ， 理由是、 ．

方 案	反 应 物
甲	Cu、浓HNO3
乙	Cu、稀HNO3
丙	Cu、O2、稀HNO3

（4）该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2 ． 操作步骤为：实验现象为 ．

Answer 1

【答案】
（1）检查装置气密性
（2）Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；反应变缓,红棕色气体逐渐变为无色
（3）丙；制取等量的硝酸铜时,丙方案耗酸量最少；无污染物（NOX）产生
（4）a中加入浓盐酸,c中加入高锰酸钾,d中加入溴化钾溶液　、　打开b由a向c中加入浓盐酸； c中有黄绿色气体产生,d中溶液由无色变为橙黄色　；但此实验的不足之处是　无尾气处理装置,会污染环境
【解析】解：（1）实验前要检查装置气密性，实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，这是检查装置气密性的常见方法，

所以答案是：检查装置气密性；（2）铜与浓硝酸反应得到硝酸铜、二氧化氮和水，反应的化学方程式为：Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；由a向c中加2mL蒸馏水，硝酸进行的稀释，反应变缓，同时二氧化氮能与水反应生成硝酸和一氧化氮，故c中气体颜色红棕色气体逐渐变为无色，

所以答案是：Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；反应变缓，红棕色气体逐渐变为无色；（3）甲：铜与浓硝酸制取硝酸铜时的方程式是：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，生成的NO2会造成大气污染，硝酸的利用率为50%；

乙：铜与稀硝酸制取硝酸铜时的方程式是：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，生成的NO也会造成大气污染，硝酸的利用率为75%；

丙：此过程用方程式可表示为：2Cu+O2 2CuO，CuO+2HNO3=Cu（NO3）2+H2O，从过程可以看出该过程不会产生有毒气体，环保且没有多消耗原料，故能体现绿色化学理念的最佳方案是丙，

所以答案是：丙；制取等量的硝酸铜时，丙方案耗酸量最少；无污染物（NOX）产生；（4）根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，利用KMnO4与浓盐酸反应：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，

再利用产生的氯气与KBr溶液反应得到溴：Cl2+2KBr=2KCl+Br2，操作步骤为a中加入浓盐酸，c中加入高锰酸钾，d中加入溴化钾溶液，打开b由a向c中加入浓盐酸，现象为c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为橙色，同时要注意尾气吸收，防止污染空气，

所以答案是：a中加入浓盐酸，c中加入高锰酸钾，d中加入溴化钾溶液；打开b由a向c中加入浓盐酸；c中有黄绿色气体产生，d中溶液由无色变为橙黄色；无尾气处理装置，会污染环境．