Question

【题目】某兴趣小组设计出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2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是________________。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是_________________。

(3)下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 __________，但此实验的不足之处是 _________________。

Answer 1

【答案】 检査装置气密性 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 反应变缓，气体颜色变淡 丙 耗酸量最少，无污染 向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸 c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色 没有处理尾气

【解析】考查实验设计与评价，（1）此操作步骤，是实验前进行的，因此此操作目的是检验装置气密性；（2）发生Cu和浓硝酸反应，即反应方程式为Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，加入蒸馏水，硝酸浓度降低，反应速率变换，铜和稀硝酸反应生成NO，因此气体颜色变浅；（3）甲：铜和浓硝酸反应生成NO2，NO2有毒，污染空气，不符合绿色化学理念；乙：铜和稀硝酸反应生成NO，NO有毒，污染空气，不符合绿色理念；丙：Cu和氧气反应生成CuO，CuO与稀硝酸反应生成硝酸铜和H2O，不产生污染物，消耗硝酸的量少，符合绿色理念；（4）向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸，c中发生2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O，有氯气产生，现象是产生黄绿色气体，d中发生Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，d中溶液变为黄棕色，氯气和液溴有毒，没有处理尾气装置。