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精英家教网实验室用稀硝酸与Cu反应来制备NO,如果采用图(Ⅰ)装置,由于烧瓶内的空气不易排出,生成的NO很快被氧化成红棕色的NO2,不易观察到有无色的NO生成.即使可用排水法收集到无色的NO,也无说服力,会认为NO是由NO2与H2O反应生成的.有人设计了图(Ⅱ)装置,用来做该实验可以达到满意的效果.
(1)将有关操作补充完整.
①将活塞打开,从U形管的长管口注入稀硝酸,一直注到
 
为止.
②关闭活塞,用酒精灯在
 
加热,当
 
时,立即撤去酒精灯.
(2)回答下列问题:
①写出铜与稀硝酸反应的离子方程式:
 

②反应在什么情况下可以自动停止?
 
,可以在何处观察到无色的NO?
 

③如果再将活塞慢慢打开,可立即观察到哪些明显现象?
 
分析:由于NO易被空气中O2氧化成NO(红棕色),所以在金属与稀HNO3反应的常规实验中,很难观察到无色NO气体的生成,而是观察到红棕色气体.本题实验Ⅱ中的意图是创设无氧气环境,使NO能存在相当长一段时间.结合NO2的性质解答该题.
解答:解:(1)①实验时应将装置内的空气完全排除,则应单孔塞下沿与液面间不留有空隙,否则不能观察到无色气体,
故答案为:单孔塞下沿与液面间不留有空隙;
②金属铜和稀硝酸反应在加热条件下进行,可以在U型管的A侧加热,铜丝与稀硝酸的反应为放热反应,当生成气体时可停止解热,反应放出的热量可维持反应继续进行,
故答案为:U型管的A侧;铜丝上有气泡产生;
(2)①金属铜可以和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑十4H2O,
故答案为:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑十4H2O;
②当铜丝和稀硝酸不接触时,反应会自动停止,在左侧可观察到无色气体,
故答案为:当产生的NO气体将稀硝酸排入U型管B侧管内使铜丝网与稀硝酸脱离后反应会立即停止;在U型管A侧管内可观察到无色的NO气体;
③如果再将分液漏斗的活塞慢慢打开,右侧压强大于左侧,U型管B侧管中硝酸又回落到A侧管内,NO与空气接触而生成红棕色气体.
故答案为:U型管B侧管中硝酸又回落到A侧管内,分液漏斗中有红棕色气体出现.
点评:本题考查制备实验的设计,题目难度中等,注意把握实验的操作方法和反应原理,注意观察NO的现象必须在无氧的环境中进行.
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