Question

如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块铜片，再用滴管滴入10mL稀硝酸．据此回答下列问题：
（1）实验中观察到的现象是

铜片表面有气泡冒出，过一会儿，试管口附近有红棕色气体出现；烧杯中有晶体析出

；
（2）产生上述现象的原因是

铜片和稀硝酸反应生成NO，NO被氧气氧化为NO₂；同时该反应放热，使烧杯内饱和石灰水的温度升高，氢氧化钙溶解度减小而析出

；
（3）写出有关反应的化学方程式

3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，2NO+O₂=2NO₂

；
（4）由实验推知，反应后产物的总能量

小于

（填“大于”、“小于”、“等于”）硝酸和铜片的总能量．
（5）该装置有明显的不足，原因是

NO、NO₂逸散到空气中，会造成环境污染

，改进的方法是

在试管上加一双孔塞，用导气管将生成的气体导入到氢氧化钠溶液中

．

Answer 1

分析：（1）根据金属铜和硝酸反应的产物和饱和氢氧化钙的溶解度随温度变化来回答；
（2）一氧化氮极易被氧化为二氧化氮，饱和石灰水的溶解度随温度的升高而降低；
（3）金属铜和硝酸反应生成物有硝酸铜、水以及一氧化氮，一氧化氮被氧气氧化为二氧化氮；
（4）当反应物的总能量高于生成物的总能量时，则反应是放热反应；
（5）一氧化氮和二氧化氮均是有毒的气体，会造成大气污染，据此来确定实验的改进方法．

解答：解：（1）金属铜和硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，一氧化氮是无色气体，极易和氧气反应生成二氧化氮红棕色的气体，该反应放出大量的热，而氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，所以饱和石灰水中会析出氢氧化钙晶体，故答案为：铜片表面有气泡冒出，过一会儿，试管口附近有红棕色气体出现；烧杯中有晶体析出；
（2）金属铜和硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，一氧化氮是无色气体，极易和氧气反应生成二氧化氮红棕色的气体，该反应放出大量的热，而氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，所以饱和石灰水中会析出氢氧化钙晶体，故答案为：铜片和稀硝酸反应生成NO，NO被氧气氧化为NO₂；同时该反应放热，使烧杯内饱和石灰水的温度升高，氢氧化钙溶解度减小而析出；
（3）金属铜和硝酸反应生成物有硝酸铜、水以及一氧化氮，3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，一氧化氮被氧气氧化为二氧化氮，2NO+O₂=2NO₂，故答案为：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；2NO+O₂=2NO₂；
（4）金属铜和硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，该反应放出大量的热，而当反应物的总能量高于生成物的总能量时，则反应是放热反应，所以反应后产物的总能量小于硝酸和铜片的总能量，故答案为：小于；
（5）一氧化氮和二氧化氮均是有毒的气体，会造成大气污染，可以在试管上加一双孔塞，用导气管将生成的气体导入到氢氧化钠溶液中，故答案为：NO、NO₂逸散到空气中，会造成环境污染；在试管上加一双孔塞，用导气管将生成的气体导入到氢氧化钠溶液中．

点评：本题考查学生金属铜和硝酸的反应以及反应吸放热和反应物以及产物的能量之间的关系，是一道综合知识题目，难度不大．