题目内容

【题目】为研究硝酸的性质设计并完成如下实验:

a、某兴趣小组设计如图所示装置来改进教材中铜与硝酸反应实验,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 d 的胶塞,加热 c,其目的是__________

(2) d 中加适量 NaOH 溶液,c 中放一小块铜片,由分液漏斗 a c 中加入2mL 浓硝酸,c 中反应的离子方程式___________________________________________;再由 a c 中加 2mL 蒸馏水、写出 c 中可能进行的两个反应的化学方程式_______________________________________________________________________________

b、室温下,将铁片分别置于适量的稀 HNO3 和浓 HNO3 (如图所示)

(1)气球的作用是_____________________________________

(2)A中溶液最终变为浅绿色,发生反应的离子方程式是______________________

(3)B 中无明显变化,该同学进一步探究如下:假设常温下铁与浓硝酸不反应。_______________________

进行实验:将 B 中的铁片取出并洗净后,放入 CuSO4 溶液中,无明显变化, 则说明假设_____________(成立不成立”)

【答案】检查装置气密性 Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)+2NO↑+4H2O 3NO2+H2O=NO+2HNO3 收集产生的气体,防止造成空气污染 3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O 常温下铁遇浓硝酸,会在铁表面产生一层致密氧化膜,阻碍反应进一步进行 不成立

【解析】

a(1)实验前要检查装置气密性;

(2)铜与浓硝酸反应得到硝酸铜、二氧化氮和水;二氧化氮能与水反应生成硝酸和一氧化氮;

b(1)氮的氧化物属于有毒气体,要尾气处理;

(2)稀硝酸与铁反应生成硝酸亚铁、NO和水;

(3)Fe在常温下遇到浓硝酸会钝化;与硫酸铜溶液不反应,说明铁的表面生成了氧化膜。

a(1)实验前要检查装置气密性,这是检查装置气密性的常见方法;

(2)铜与浓硝酸反应得到硝酸铜、二氧化氮和水,方程式为:Cu+4HNO3()=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,则对应离子反应方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O;由ac中加2mL蒸馏水,浓硝酸被稀释,Cu和稀硝酸反应生成NO,同时二氧化氮能与水反应生成硝酸和一氧化氮,发生反应的化学方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)+2NO↑+4H2O3NO2+H2O=NO+2HNO3

b(1)Fe与浓HNO3和稀HNO3反应分别生成二氧化氮和一氧化氮,氮的氧化物属于有毒气体,会污染空气,要尾气处理,所以用气球收集气体目的是防止污染空气;

(2)稀硝酸与铁反应生成硝酸亚铁、NO和水,其反应的离子方程式为:3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O

(3)B中无明显变化,因为Fe在常温下遇到浓硝酸会钝化,不能反应生成二氧化氮气体,所以没有明显现象;将B中的铁片取出并洗净后,放入CuSO4溶液中,与硫酸铜溶液不反应,说明铁的表面生成了氧化膜,因此 证明了浓硝酸将铁片表面氧化形成致密的氧化膜,则假设①不成立。

练习册系列答案
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甘氨酸(H2NCH2COOH)

柠檬酸

甘氨酸亚铁

易溶于水,微溶于乙醇,两性化合物

易溶于水和乙醇,有酸性和还原性

易溶于水,难溶于乙醇

实验过程:

I.配制含 0.10molFeSO4 的绿矾溶液。

II.制备 FeCO3: 向配制好的绿矾溶液中,缓慢加入 200mL1.1mol/LNH4HCO3 溶液,边加边搅拌,反应结束后过滤并洗涤沉淀。

III.制备(H2NCH2COO)2Fe: 实验装置如下图(夹持和加热仪器已省略),将实验 II 得到的沉淀和含 0.20mol 甘氨酸的水溶液混合后加入 C 中,然后利用 A 中反应产生的气体将 C 中空气排净,接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。

回答下列问题:

(1)实验 I :配制绿矾溶液时,为防止 FeSO4 被氧化变质,应加入试剂为_________ (写化学式)

(2)实验 II :生成沉淀的离子方程式为_______________________________________

(3)实验 III :

①装置 A中所盛放的药品是_______ (填序号)

aNa2CO3 和稀 H2SO4 bCaCO3 和稀 H2SO4 cCaCO3 和稀盐酸

②确认 C 中空气排尽的实验现象是___________________________________________

③加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的 pH 促进 FeCO3 溶解,另一个作用是________

④洗涤实验 III 中得到的沉淀,所选用的最佳洗涤试剂是__________ (填序号)

a.热水 b.乙醇溶液 c.柠檬酸溶液

⑤若产品的质量为 17.34g,则产率为__________________

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