题目内容
【题目】某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体,设计了如下实验。实验装置如图所示(已知NO、NO2能与NaOH溶液反应):
(1)设计装置A的目的是____________________________;
(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是____________________;B中反应的离子方程式是_______________________。
(3)装置E和F的作用是______________________________。
(4)D装置的作用是___________________________。
【答案】利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽,以排除对气体产物观察的干扰 铜丝上产生气泡,稀硝酸液面上气体仍无色,溶液变为蓝色 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 验证无色气体为NO 吸收NO、NO2等尾气,防止污染空气
【解析】
由实验装置及流程可知,A中发生硝酸与碳酸钙的反应生成二氧化碳,因烧瓶中有空气,则生成的NO能与氧气反应生成NO2,利用A装置反应生成的CO2气体赶净装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰;B中发生Cu与硝酸的反应生成NO、硝酸铜,E中收集到无色气体NO,利用F充入空气,可检验NO的生成;C装置可检验二氧化碳充满B、E装置;D装置为尾气处理装置,吸收氮的氧化物,防止污染空气,以此来解答。
(1)因烧瓶中有空气,则生成的NO能与氧气反应生成NO2,利用A装置反应生成的CO2气体赶净装置中的空气,避免对一氧化氮气体检验的干扰;为达到此目的,应进行的操作是使分液漏斗的凹槽对准小孔,打开K,当装置C中产生白色沉淀时,关闭K;
(2)因铜与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O,反应的离子反应为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,观察到的现象是:有气泡冒出,稀硝酸液面上气体为无色,溶液变为蓝色;
(3)B反应产生的NO无色气体进入到E装置,因此E的作用是检验无色NO气体的产生,将F中的空气推入E中,发生2NO+O2=2NO2,看到E中无色气体变为红棕色,证明NO存在,则该实验的目的是验证E中的无色气体为NO;
(4)NO、NO2都是有毒气体,能污染环境,氮的氧化物能被NaOH溶液吸收,反应产生的物质均为可溶性物质,故装置D的作用为吸收NO、NO2等尾气,防止污染空气。