题目内容

12．如图所示装置中，a是盛有标况下224mL空气（氧气占五分之一）和10mL 1.2mol/L硝酸的烧瓶，b是未充气（实验开始前内部没有气体）装有0.384g铜粉的气球，c是夹紧了的弹簧夹，d中盛有足量的过氧化钠，e是充有二氧化碳的注射器．整套装置经过气密性检查已合格．
（1）将气球中的铜粉小心倒入烧瓶中，充分反应后发现铜粉有剩余（设产生的气体不溶解于溶液中），则可观察到的现象是溶液变蓝色，烧瓶内气体由无色继而变成红色，气球胀大．
（2）欲提高铜与硝酸反应的速率可采用多种不同的措施，若用加入化学试剂法，下列试剂中可以使用的是（填代号）CD．
A．蒸馏水B．无水醋酸钠C．石墨D．硝酸银（少量）
（3）将烧瓶充分振荡，所观察到的现象是气球体积变小，瓶内气体颜色变浅；有关反应的化学方程式3NO2+H2O═2NHNO3+NO．
（4）打开弹簧夹e，将二氧化碳推入干燥管内，使反应充分进行．将烧瓶中反应的全过程用一个总的化学方程式表示：2Cu+4HNO3+O2═2Cu（NO3）2+2H2O．
（5）欲使所有的铜粉都溶解，至少需要推入二氧化碳44.8mL（设推入的二氧化碳全部反应）．

分析 （1）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和NO，NO可与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2；
（2）加快反应速率的因素：增加硝酸的浓度、升高温度、形成原电池反应等；
（3）气球中是一氧化氮和空气中氧气反应生成的二氧化氮，震荡后溶于水生成一氧化氮和硝酸；
（4）由2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，反应得到烧瓶中的总反应反应的总方程式为2Cu+4HNO3+O2═2Cu（NO3）2+2H2O；
（5）Cu与硝酸、氧气反应生成硝酸铜和水，利用2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2、2Cu+4HNO3+O2═2Cu（NO3）2+2H2O计算．

解答 解：（1）金属铜和稀硝酸之间的反应无需加热，反应生成硝酸铜、NO和水，发生的离子反应为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，生成硝酸铜溶液，则观察到溶液变蓝色，生成NO气体，NO与氧气反应生成二氧化氮，烧瓶内气体由无色继而变成红色，气球变大，即现象有：溶液变蓝色，烧瓶内气体由无色继而变成红色，气球胀大，
故答案为：溶液变蓝色，烧瓶内气体由无色继而变成红色，气球胀大；
（2）A．加入蒸馏水，会将硝酸稀释反应速率减慢，故A错误；
B．醋酸钠会和硝酸反应生成醋酸，酸由强酸变为弱酸，反应速率减慢，故B错误；
C．加入石墨，铜和石墨在硝酸溶液中形成原电池反应，影响反应速率增大，故C正确；
D．加入AgNO3溶液（少量），金属铜会置换出金属银，形成的原电池中，金属铜为负极，加快反应速率，故D正确；
故答案为：CD；
（3）气球中是一氧化氮和空气中氧气反应生成的二氧化氮，震荡后溶于水生成一氧化氮和硝酸，将烧瓶充分振荡，所观察到的现象是气球体积变小，瓶内气体颜色变浅，反应的化学方程式为：3NO2+H2O═2NHNO3+NO，
故答案为：气球体积变小，瓶内气体颜色变浅  3NO2+H2O═2NHNO3+NO；
（4）由2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，总反应为：2Cu+4HNO3+O2═2Cu（NO3）2+2H2O，
故答案为：2Cu+4HNO3+O2═2Cu（NO3）2+2H2O；
（5）n（Cu）=$\frac{0384g}{64g/mol}$=0.006mol，由3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O可知，被硝酸氧化的Cu为$\frac{0.01L×1.2mol/L×\frac{1}{4}×3}{2}$=0.0045mol/L，则被氧气氧化的Cu为0.006mol-0.0045mol=0.0015mol，由2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，总反应为2Cu+4HNO3+O2═2Cu（NO3）2+2H2O
可知，2Cu～O2～2CO2，
铜全部反应需要氧气体积为V（O2）=0.003mol×22.4L/mol=0.0672L=67.2mL，a中盛有标况下的空气（氧气占五分之一）224mL，其中氧气=224ml×$\frac{1}{5}$=44.8ml，所以参加反应的氧气为67.2mL-44.8mL=22.4mL，需要推入二氧化碳气体体积为V（CO2）=2×22.4mL=44.8mL，
故答案为：44.8．

点评 本题考查实验方案的设计，侧重于学生的分析能力、计算能力和实验能力的考查，明确实验步骤及物质的性质是解答本题的关键，注意（5）利用氧化还原反应进行计算是解答的难点，题目难度大．

练习册系列答案
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9．下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是（　　）
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10．已知某烃的球棍模型如图所示，图中“-”代表单键或双键，则下列有关烃的说法中正确的是（　　）
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7．甲醇和正丙醇是两种常见的液态有机物，它们的某些物理性质如下表所示．据此，请判断将甲醇和正丙醇的混合物进行分离的最佳方法是（　　）
物质熔点沸点密度溶解性
甲醇-97.8℃64.8℃0.791g•mL-1易溶于水、乙醇、正丙醇
正丙醇-126.5℃97.4℃0.804g•mL-1能跟水、甲醇、乙醇以任意比互溶
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7．在一定体积的10%的氢氧化钠溶液中滴加10%的盐酸，反应中溶液的温度与加入盐酸的体积变化如下：
加入盐酸积V/mL2468101214161820
测得溶液温度/℃15.219.622.026.028.226.725.724.723.722.9
根据上表分析：
（1）写出上述反应的化学方程式NaOH+HCl═NaCl+H2O，该反应属于放热（“吸热”或“放热”）反应；
（2）当加入盐酸体积为8mL时，溶液的pH大于7；
（3）当加入盐酸l0mL以上，溶液温度逐渐下降的原因是：过量盐酸起冷却降温作用，反应停止热量散失．
17．下列有关化学键的叙述，正确是的（　　）
A．共价化合物中可以含有离子键
B．单质分子中均不存在化学键
C．含活泼金属元素的化合物可能是共价化合物
D．含有共价键的化合物一定是共价化合物
4．设NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．lmol的Na2CO3溶于盐酸形成混合溶液1L，常温下在pH=4时，c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）=0．lmol/L
B．标准状况下，2.24 L一氯甲烷中含有氢原子数目为0.3NA
C．等物质的量的O2和CO2所含氧原子数均为2NA
D．6.8 g熔融的KHSO4中含有0.1 NA个阳离子
1．设NA代表阿伏伽德罗常数，下列说法正确的是（　　）
①22.4L氦气含有的核外电子总数为2NA
②17g羟基所含的中子数为8NA
③56g的铁发生氧化还原反应，一定失去3NA个电子
④100mL0.5mol/L的甲酸溶液中，甲酸的分子数目小于0.05NA
⑤标准状况下，22.4LCH3OH中含有的氢原子数为4NA
⑥常温常压，22.4LNO气体的分子数小于NA．
A．①②⑤B．③④⑤C．②④⑥D．③⑤⑥
2．下列各组化合物中，化学键的类型相同的是（　　）
A．CO2和NaClB．Na2O和Na2O2C．CaCl2和Na2SD．HCl和NaOH

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