Question

6．某校课外小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO而设计了一个实验．其装置如右图（加热装置和

固定装置均已略去）．图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空的注射器，D是尾气处理装置．请回答有关问题：
（1）如何检查装置A的气密性关闭K，向长颈漏斗中加水至漏斗下端中形成一段液柱，静置一段时间，若液面高度保持不变，则气密性良好．
（2）设计装置A的目的是利用生成的CO₂气体将装置中的空气除尽；为达此目的，应如何操作打开K，将CO₂气体通入至C中产生白色沉淀时，关闭K．
（3）在（1）中的“操作”后将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热，观察到装置B中的现象是铜丝上产生气泡，溶液逐渐变蓝；B中反应的离子方程式是3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（4）装置E和F的作用是验证无色气体为NO；为验证实验此作用，其操作方法和现象是推动注射器，将F中空气通入E中，无色气体变红．
（5）D部分仪器a的作用是防止液体倒吸．

Answer 1

分析 由实验装置及流程可知，A中发生硝酸与碳酸钙的反应生成二氧化碳，因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰；B中发生Cu与硝酸的反应生成NO、硝酸铜，E中收集到无色气体NO，利用F充入空气，可检验NO的生成；C装置可检验二氧化碳充满B、E装置；D装置为尾气处理装置，吸收氮的氧化物，防止污染空气，
（1）通过气体发生器与液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏；
（2）因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰；
（3）铜与稀硝酸反应生成Cu²⁺和NO气体，NO无色，铜离子为蓝色，将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热，观察到装置B中铜丝上产生气泡，溶液逐渐变蓝；
（4）无色的NO遇空气被氧化成红色的NO₂，可以通过这一点检验NO；
（5）极易溶于水的气体，若吸收时导管伸入水中，由于气体溶于水，导致装置内压强急剧降低，外界大气压压着液体进入，产生倒吸现象，倒扣的漏斗，球形部分空间大，可防止倒吸．

解答 解：（1）利用压强差检查装置A的气密性，具体操作为：关闭K，向长颈漏斗中加水至漏斗下端中形成一段液柱，静置一段时间，若液面高度保持不变，则气密性良好，
故答案为：关闭K，向长颈漏斗中加水至漏斗下端中形成一段液柱，静置一段时间，若液面高度保持不变，则气密性良好；
（2）因NO与氧气反应发生2NO+O₂=2NO₂，生成红棕色的二氧化氮气体，为排除对实验的影响，利用生成的CO₂将整套装置内的空气赶尽，以排除对Cu与稀HNO₃反应生成的气体产物观察的干扰，当装置C中产生白色沉淀时，可停止通入二氧化碳，
故答案为：利用生成的CO₂气体将装置中的空气除尽；打开K，将CO₂气体通入至C中产生白色沉淀时，关闭K；
（3）因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，其离子反应为3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，NO无色，铜离子为蓝色，观察到气泡冒出和溶液变为蓝色，
故答案为：铜丝上产生气泡，溶液逐渐变蓝；3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）将F中的空气推入E中，发生2NO+O₂=2NO₂，E中无色气体变为红棕色，证明NO存在，则装置E和F的作用是验证NO的生成，
故答案为：验证无色气体为NO；推动注射器，将F中空气通入E中，无色气体变红；
（5）NO、NO₂都有毒，能污染环境，氮的氧化物能被NaOH溶液吸收，装置D的作用为吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，D部分仪器a为倒扣的漏斗，球形部分空间大，可防止倒吸，
故答案为：防止液体倒吸．

点评 本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，把握实验装置的作用、发生的反应及NO易被氧化为解答的关键，侧重分析能力与实验能力的综合考查，题目难度中等．