题目内容
27.某兴趣小组设计出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。![]()
(固定装置略去)
(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)题27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______________ 。
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(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 。
(1)检查装置气密性。
(2)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
反应变缓,气体颜色变淡。
(3)丙;耗酸量最少,无污染。
(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:本题以绿色化学为载体,考查了思维的全面性和优选能力。
三种方案如下:甲:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
乙:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
丙:2Cu+O2
2CuO,
CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O。
三种方案相比:丙方案消耗酸最少,没有污染性气体产生,体现了环保节能的原则。
(4)中的设计原理为:16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O①;Cl2+2Br-===Br2+2Cl-②。
利用①中产生的Cl2,继续反应②,具体操作:
向d中加入KBr溶液,c中加入固体KMnO4,由a向c中加入浓HCl,c中产生的黄绿色气体进入d,产生单质Br2溶液变黄棕色,但没有尾气处理装置。
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某兴趣小组设计出右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 。
| 方案 | 反应物 |
| 甲 | Cu、浓HNO3 |
| 乙 | Cu、稀HNO3 |
| 丙 | Cu、O2、稀HNO3 |
(3)右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_____________。
(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 。