题目内容
为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去）．B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为 一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的双连打气球． （1）实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体．当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离．该组学生设计此步操作的目的为
（2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的化学方程式为：
用F向E中鼓入空气后，装置E中开始时出现浅红棕色气体，可观察到烧瓶E内气体颜色逐渐加深．产生上述现象的原因是
（3）装置D的作用是
（4）某同学认为，保持其他仪器、试剂及操作不变，只需要将D中NaOH溶液换成另外一种试剂，就可以利用该实验证明碳、氮、硅三种非金属元素的非金属性强弱，你认为这种试剂是
考点：性质实验方案的设计,硝酸的化学性质,铜金属及其重要化合物的主要性质
专题：实验设计题
分析：（1）NO与空气中氧气反应，制取NO前需要先用二氧化碳将装置中空气排净；
（2）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮气体和水，据此写出反应的化学方程式；E中含有NO，NO与空气中氧气反应生成红棕色的二氧化氮；二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸与碳酸钙反应生成，导致碳酸钙溶解；
（3）一氧化氮、二氧化氮有毒，需要使用尾气吸收装置；
（4）根据元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱可以判断非金属元素的非金属性，故将装置D换成硅酸钠即可得到实验目的．
（2）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮气体和水，据此写出反应的化学方程式；E中含有NO，NO与空气中氧气反应生成红棕色的二氧化氮；二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸与碳酸钙反应生成，导致碳酸钙溶解；
（3）一氧化氮、二氧化氮有毒，需要使用尾气吸收装置；
（4）根据元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱可以判断非金属元素的非金属性，故将装置D换成硅酸钠即可得到实验目的．
解答：
解：（1）实验时，可先将B装置中CaCO3放入硝酸中，碳酸钙和硝酸反应生成二氧化碳气体，先排除装置中的空气，以便在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，
故答案为：让整套装置充满CO2，防止O2干扰；
（2）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，
A中硝酸和铜反应生成NO，NO易与氧气反应生成NO2，可观察到烧瓶E内气体颜色逐渐加深；
一段时间后，C中二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸能够溶解碳酸钙，所以C中白色沉淀溶解，
故答案为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；NO遇空气中的O2生成NO2；HNO3与CaCO3反应了；
（3）装置D中盛有氢氧化钠溶液，可用与吸收二氧化氮气体，气球可用于吸收不反应的NO，以防止污染空气，
故答案为：吸收多余的NO、NO2，防止污染环境；
（4）根据最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则对应的非金属元素的非金属性越强可知，将装置D中试剂换成硅酸钠溶液，就可以利用该实验证明碳、氮、硅三种非金属元素的非金属性强弱，
故答案为：Na2SiO3；最高价氧化物对应水化物的酸性强弱．
故答案为：让整套装置充满CO2，防止O2干扰；
（2）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，
A中硝酸和铜反应生成NO，NO易与氧气反应生成NO2，可观察到烧瓶E内气体颜色逐渐加深；
一段时间后，C中二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸能够溶解碳酸钙，所以C中白色沉淀溶解，
故答案为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；NO遇空气中的O2生成NO2；HNO3与CaCO3反应了；
（3）装置D中盛有氢氧化钠溶液，可用与吸收二氧化氮气体，气球可用于吸收不反应的NO，以防止污染空气，
故答案为：吸收多余的NO、NO2，防止污染环境；
（4）根据最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则对应的非金属元素的非金属性越强可知，将装置D中试剂换成硅酸钠溶液，就可以利用该实验证明碳、氮、硅三种非金属元素的非金属性强弱，
故答案为：Na2SiO3；最高价氧化物对应水化物的酸性强弱．
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，题目难度中等，试题侧重考查学生的分析能力和实验能力，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，注意常见实验操作方法及注意事项．
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