Question

为了证明铜与稀硝酸反应产生的是NO，某校学生实验小组设计了一个实验，
其装置如下图所示（加热装置和固定装置均已略去），B为一个用金属丝固定的干燥管，
内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的打气球。

（1）实验时，为在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，必须事先除去其中的空气。其中第一步实验操作为：                          。从装置的设计看，确定E中空气已被赶尽的实验现象是：______________。
（2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的离子方程式为                           。有人认为E中收集到的可能是H₂而不是NO，如何证明？                                                 。
（3）实验过程中，发现在未鼓入空气的情况下，E中就产生红棕色。有人认为是由装置E部分设计不当造成的。你认为装置应改进的地方是       。
（4）装置D的作用是       。

Answer 1

（1）将装CaCO₃的干燥管下移与稀HNO₃反应产生CO₂；C处出现白色沉淀
（2）3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O用F向E中鼓入空气，E内气体由无色变成棕色
（3）应左导管短，右导管长有利于排尽空气  （4）吸收多余的尾气，防止污染环境

试题分析：（1）要除去装置中残留的空气，可以利用碳酸钙和硝酸反应生成的CO₂来实现，即将装CaCO₃的干燥管下移与稀HNO₃反应产生CO₂；当装置中空气被排尽后，C中的澄清石灰水会变混浊，据此可以判断E中空气已被赶尽。
（2）硝酸是氧化性酸，和铜反应的离子方程式是3Cu+8H⁺+2NO₃^-＝3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O。由于NO极易被氧化生成红棕色的NO₂，据此可以证明。即操作是用F向E中鼓入空气，E内气体由无色变成棕色
（3）在未鼓入空气的情况下，E中就产生红棕色，这说明E中空气没有完全被排尽。由于CO₂的密度大于空气的，因此正确的设计应该是左导管短，右导管长，这样才有利于排尽空气。
（4）NO、NO₂等都是大气污染物，氢氧化钠溶液的主要是吸收多余的尾气，防止污染环境。
点评：该题是中等难度的试题，也是高考中的常见题型。在注重对硝酸基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生能力的培养。该类试题综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。