题目内容

某学习小组为证明并观察铜与稀HNO3反应的产物是NO,设计了如图所示的实验装置.请你根据他们的思路,完成下述的实验报告.
(1)实验仪器:试管、导管、烧杯、棉花、注射器.
(2)实验药品:铜丝、稀硝酸、烧碱溶液、铁粉、CaCO3颗粒.
(3)实验原理:铜与稀硝酸的离子反应方程式
 
.
(4)实验步骤:①实验开始时,必须进行的第一步操作是检验装置的
 
;
②向试管中加入一定量的固体药品
 
,然后向试管中倒入过量的稀硝酸,并迅速塞紧带铜丝和导管的橡皮塞;
③反应一段时间后,用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口;
④将铜丝向下移动插入试管液体中,使之与硝酸反应;
⑤将注射器插入试管口的橡皮塞中,向试管内推入空气.
(5)实验讨论:
①实验步骤②的目的是
 
;
②实验步骤③的目的是
 
;
③实验步骤⑤观察到的现象是
 
.
(6)实验评价:该装置的优点是(只填一个优点即可)
 
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考点:性质实验方案的设计
专题:实验设计题
分析:(3)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水;
(4)①对于气体的制备,组装完装置,需检查气密性;
②一氧化氮易与空气中氧气反应,故制取一氧化氮之前,应先排净装置中空气,可用碳酸钙和硝酸反应产生的二氧化碳来排净空气;
(5)①排出试管中的空气,防止与NO反应;
②氮的氧化物为大气污染物,应用碱液来吸收;
③一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮;
(6)从节约原理和防止污染环境分析.
解答: 解:(3)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,离子反应为3Cu+2NO3-+8H+=2NO↑+3Cu2++4H2O,
故答案为:3Cu+2NO3-+8H+=2NO↑+3Cu2++4H2O;
(4)①对于气体的制备,组装完装置,需检查气密性;
②一氧化氮易与空气中氧气反应,故制取一氧化氮之前,应先排净装置中空气,可用碳酸钙和硝酸反应产生的二氧化碳来排净空气;
故答案为:气密性;CaCO3颗粒;
(5))①一氧化氮易和空气中氧气反应,故应先排净装置中空气,故答案为:排出试管中的空气,防止与NO反应;
②氮的氧化物为大气污染物,应用碱液来吸收,故答案为:使用NaOH溶液吸收产生的NO和NO2气体,防止逸出污染空气;
③一氧化氮为无色气体,二氧化氮为红棕色气体,当通入空气,氧气和一氧化氮反应生成二氧化氮,故答案为:气体由无色变红棕色;
(6)使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束,节约药品用量,减少污染气体的产生,使用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口,可防止NO和NO2气体逸出污染大气;
故答案为:使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束,节约药品用量,减少污染气体的产生(或使用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口,可防止NO和NO2气体逸出污染大气.)
点评:本题以硝酸的性质为载体综合考查性质实验的设计,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,注意把握相关物质的性质,明确实验目的和原理是解答该题的关键,注意相关实验操作方法的注意事项,难度中等.
练习册系列答案
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甲醛是世界卫生组织确认的致癌致畸物质之一.我国规定:室内甲醛含量不得超过8×10-5mg/L.某研究性学习小组利用酸性KMnO4溶液测定居室内空气中甲醛的含量.
[实验原理]
KMnO4(H+)溶液为强氧化剂,可氧化甲醛,反应方程式为:
4MnO4-+5HCHO+12H+═4Mn2++5CO2+11H2O
ab5.00mL1.00×10-3mol?L-1KMnO4(滴有几滴稀H2SO4)
[实验装置]

[实验步骤]
(1)先准确量取5.00mL 1.00×10-3mol?L-1KMnO4溶液于洗气瓶中,并滴入几滴稀H2SO4,加水20mL稀释备用.
(2)先打开
 
,关闭
 
(填“a”或“b”),每次用注射器抽取100mL某新装修的房屋室内空气.后关闭
 
,打开
 
(填“a”或“b”),再推动注射器,将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中,使其充分反应,如此反复多次直至任务完成.
[交流讨论]
(1)某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时,所测得的数值比实际含量低,你认为其可能的原因是(假设溶液配制、量取过程均无错误):
①
 
;
②
 
.
(至少答出2种可能性)
(2)实验结束后,该小组成员在相互交流的过程中认为:
①实验装置应加以改进.有同学提议:可将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡(如图),有利于提高实验的准确度,其理由是
 
.
②实验原理可以改进.
实验中直接抽取室内空气再压送到洗气瓶中至KMnO4溶液刚好褪色,抽气次数太多,太麻烦.有同学提议:通过测定洗气瓶中KMnO4的剩余量,可大大减少抽气的次数,也可达到实验目的,你认为是否可行:
 
.(填“是”或“否”)
(3)若该研究性学习小组的同学共抽气500次并压送到洗气瓶中使KMnO4溶液的红色刚好褪去,则该居室内空气中甲醛的浓度为:
 
mg/L.你认为该居室内空气中甲醛含量是否超过我国规定:
 
.(填“是”或“否”)

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