Question

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，为在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，必须事先赶出去其中的空气．将装CaCO₃的干燥管下移与稀HNO₃反应产生CO₂，当看到C处出现

 

现象可以确定E中空气已被赶尽：
（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，其反应的离子方程式为：

 

．
（3）如何证明E中收集到的是NO而不是H₂？

 

当证明出是NO后，C中白色沉淀溶解，其原因是

 

（4）装置D的作用是

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：

分析：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，先排出去其中的空气，以便在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，且在C中可观察到浑浊，有碳酸钙沉淀生成，A中硝酸和铜反应生成NO，易于氧气反应，则将F气球中空气压入E中，有红棕色气体生成，装置D中盛有氢氧化钠溶液，可用与吸收二氧化氮气体，气体中气球可用于吸收不反应的NO，以防止污染空气，以此解答该题．

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，先排出去其中的空气，以便在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色；E中空气已被赶尽时，E中石灰水与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，可观察到石灰水变浑浊，
故答案为：石灰水变浑浊；
（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，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）A中硝酸和铜反应生成NO，易于氧气反应生成二氧化氮，一氧化氮为无色气体，二氧化氮为红棕色气体，若将F气球中空气压入E中，有红棕色气体生成，则说明生成二氧化氮，证明E中收集到的是NO而不是氢气，
生成二氧化碳通入C中生成硝酸，硝酸与碳酸钙反应，反应的化学方程式为2HNO₃+CaCO₃═Ca（NO₃）₂+2H₂O，所以C中白色沉淀溶解；
故答案为：将F气球中空气压入E中，有红棕色气体生成；NO₂和水反应生成硝酸，硝酸使沉淀溶解；
（4）装置D中盛有氢氧化钠溶液，可用与吸收二氧化氮气体，气体中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．

点评：本题以硝酸的性质为载体综合考查性质实验的设计，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．