Question

14．实验室用如图装置，利用Cu与HNO₃反应来制取NO并用排水法收集气体．
（1）在检查装置的气密性后，向试管a中加入20ml6mol/L的稀HNO₃和64gCu片，然后立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口，请写出Cu与HNO₃反应的化学方程式3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）反应5min后，去除铜片称量，铜片质量减少1.92g．则5min内HNO₃的反应速率为0.8mol/（L•min）（假设溶液体积不变），被还原的HNO₃物质的量是0.02mol；
（3）下列气体中，可以采用与图中相同收集方式的是C；
A．NO₂　　　　B．NH₃　　　C．N₂　　　D．SO₂
（4）欲较快地制得NO，可采取的措施是AB；
A．加热　　　　B．使用铜粉　　　C．稀释HNO₃　　　D．改用浓HNO₃
（5）试管c收集满气体后，用拇指堵住管口，取离水槽，将试管口向上，松开拇指，片刻后，再次堵住管口，将试管又再倒置于水槽中，松开拇指，此时可观察到什么现象？试管内液面上升，气体恢复成无色．

Answer 1

分析 （1）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水；
（2）依据铜质量的减少量计算消耗的硝酸的物质的量，结合速率公式计算；铜与稀硝酸反应，消耗8mol硝酸，其中2mol表现氧化性，6mol表现酸性；
（3）图中采用排水法收集，收集的气体不能溶于水；
（4）加热、增大接触面积都能够加快反应速率；
（5）松开拇指后NO与空气中的氧气反应：2NO+O₂=2NO₂，而生成NO₂，再投入水中时发生反应：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，导致气体体积减小，液面上升，据此解答．

解答 解：（1）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，方程式：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）消耗的铜的物质的量为$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，依据方程式：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，可知消耗硝酸的物质的量为0.08mol，则5min内HNO₃的反应速率=$\frac{0.08mol/0.02L}{5min}$=0.8mol/（L•min）；铜与稀硝酸反应，消耗8mol硝酸，其中2mol表现氧化性，6mol表现酸性，消耗0.08mol硝酸，被还原的HNO₃物质的量为0.02mol；
故答案为：0.8mol/（L•min）；0.02mol；
（3）图中采用排水法收集，收集的气体不能溶于水，二氧化氮、氨气、二氧化硫都溶于水，不能用排水法收集，氮气不溶于水，可以用排水法收集；
故选：c；
（4）加热、增大接触面积都能够加快反应速率，稀释硝酸，氢离子浓度变小，反应速率减慢，使用浓硝酸反应生成二氧化氮，
故选：AB；
（5）松开拇指后NO与空气中的氧气反应：2NO+O₂=2NO₂，而生成NO₂，再投入水中时发生反应：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，导致气体体积减小，液面上升，试管内气体又变为无色，
故答案为：试管内液面上升，气体恢复成无色．

点评 本题考查了一氧化氮的制备及有关方程式的计算，明确硝酸及氮的氧化物的性质及发生反应是解题关键，题目难度不大．