题目内容
某研究性学习小组设计实验方案来研究稀硝酸与铜反应生成NO．（1）补充完成下列实验步骤：
①
②打开活塞A，往U型管右侧漏斗中注入稀硝酸，一直注到稀HNO3接触到A处橡皮塞为止；
③关闭活塞A，观察实验现象．
（2）记录描述观察到的实验现象：可观察到的现象有：U型管左侧铜丝逐渐溶解，有
（3）试管内装有NO，倒置于水槽中，当向试管内通入21mLO2时，最后试管中的液面仍在原来的位置，则原试管中NO的体积为
（4）0.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L．若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量
考点：性质实验方案的设计,硝酸的化学性质
专题：
分析：（1）任何有连接仪器的装置在使用前都要检验装置气密性；
（2）稀硝酸具有强氧化性，能将Cu氧化为铜离子，硝酸铜溶液呈蓝色，硝酸被还原为无色的NO；
（3）最后试管中的液面仍在原的位置，说明反应后氧气的体积等于原试管中NO的体积，结合反应4NO+O2+2H2O=4HNO3计算；
（4）n（HNO3）=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，n（H2SO4）=0.4mol/L×0.1L=0.04mol，根据离子方程式中Cu和硝酸根离子、氢离子的关系式计算；溶液中氢离子和铜离子都和NaOH反应，根据氢离子、铜离子的物质的量计算NaOH的体积．
（2）稀硝酸具有强氧化性，能将Cu氧化为铜离子，硝酸铜溶液呈蓝色，硝酸被还原为无色的NO；
（3）最后试管中的液面仍在原的位置，说明反应后氧气的体积等于原试管中NO的体积，结合反应4NO+O2+2H2O=4HNO3计算；
（4）n（HNO3）=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，n（H2SO4）=0.4mol/L×0.1L=0.04mol，根据离子方程式中Cu和硝酸根离子、氢离子的关系式计算；溶液中氢离子和铜离子都和NaOH反应，根据氢离子、铜离子的物质的量计算NaOH的体积．
解答：
解：（1）任何有连接仪器的装置在使用前都要检验装置气密性，所以该装置在实验前要检验装置气密性，故答案为：检查装置气密性；
（2）稀硝酸具有强氧化性，能将Cu氧化为铜离子而使溶液呈蓝色，同时生成无色气体NO，离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为：无；蓝；3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
（3）最后试管中的液面仍在原的位置，说明反应后氧气的体积等于原试管中NO的体积，
设原试管中NO的体积为VmL，
则4NO+3O2+2H2O=4HNO3，
4 3
VmL
VmL，
则21mL-
VmL=VmL，
V=12，
故答案为：12；
（4）n（HNO3）=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，n（H2SO4）=0.4mol/L×0.1L=0.04mol，n（H+）=n（HNO3）+2n（H2SO4）=0.01mol+0.08mol=0.09mol，n（NO3-）=n（HNO3）=0.01mol，
和铜反应离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，n（NO3-）：n（H+）=0.01mol：0.09mol=
＜
，所以氢离子有剩余，根据硝酸根离子计算溶解铜的质量，
设溶解Cu的质量为x，消耗氢离子的物质的量为y，
3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
192g 2mol 8mol
x 0.01mol y
192g：2mol=x：0.01mol
x=
=0.96g；
2mol：8mol=0.01mol：y
y=
=0.04mol
则剩余氢离子的物质的量=0.09mol-0.04mol=0.05mol，
剩余氢离子和铜离子都和NaOH溶液反应，
设和铜离子反应消耗NaOH的体积为ZL，
Cu2+---Cu（OH）2---2NaOH
1mol 2mol
2Zmol
1mol：2mol=
：2Zmol
Z=0.015L=15mL，
根据H++OH-=H2O知，n（H+）=n（NaOH）=0.05mol，则氢离子消耗NaOH体积=
=0.025L=25mL，所以一共需要NaOH体积=15mL+25mL=40mL，
故答案为：0.96g；40mL．
（2）稀硝酸具有强氧化性，能将Cu氧化为铜离子而使溶液呈蓝色，同时生成无色气体NO，离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为：无；蓝；3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
（3）最后试管中的液面仍在原的位置，说明反应后氧气的体积等于原试管中NO的体积，
设原试管中NO的体积为VmL，
则4NO+3O2+2H2O=4HNO3，
4 3
VmL
| 3 |
| 4 |
则21mL-
| 3 |
| 4 |
V=12，
故答案为：12；
（4）n（HNO3）=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，n（H2SO4）=0.4mol/L×0.1L=0.04mol，n（H+）=n（HNO3）+2n（H2SO4）=0.01mol+0.08mol=0.09mol，n（NO3-）=n（HNO3）=0.01mol，
和铜反应离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，n（NO3-）：n（H+）=0.01mol：0.09mol=
| 1 |
| 9 |
| 1 |
| 4 |
设溶解Cu的质量为x，消耗氢离子的物质的量为y，
3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
192g 2mol 8mol
x 0.01mol y
192g：2mol=x：0.01mol
x=
| 192g×0.01mol |
| 2mol |
2mol：8mol=0.01mol：y
y=
| 8mol×0.01mol |
| 2mol |
则剩余氢离子的物质的量=0.09mol-0.04mol=0.05mol，
剩余氢离子和铜离子都和NaOH溶液反应，
设和铜离子反应消耗NaOH的体积为ZL，
Cu2+---Cu（OH）2---2NaOH
1mol 2mol
| 0.96g |
| 64g/mol |
1mol：2mol=
| 0.96g |
| 64g/mol |
Z=0.015L=15mL，
根据H++OH-=H2O知，n（H+）=n（NaOH）=0.05mol，则氢离子消耗NaOH体积=
| 0.05mol |
| 2mol/L |
故答案为：0.96g；40mL．
点评：本题考查性质实验方案设计，侧重考查实验基本操作、观察分析、计算能力，明确实验原理是解本题关键，注意（4）题中氢离子还和NaOH反应，向混合溶液中滴加NaOH时，注意离子反应先后顺序，为易错点．
练习册系列答案
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等质量的下列物质所含分子数最多的是（ ）
| A、He |
| B、O2 |
| C、N2 |
| D、Cl2 |
