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铜与稀硝酸反应

 

解析:略

 

练习册系列答案
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下列反应的离子方程式正确的是（　　）
某校化学研究性学习小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，用如图所示装置进行实验，（加热装置和夹持装置均已略去，气密性已检验，F是用于鼓入空气的双连打气球）
实验操作及现象：
操作 现象
Ⅰ．将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触 产生气体
Ⅱ．当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提
Ⅲ．将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热 装置A中产生无色气体
装置E中开始时出现浅红棕色气体
Ⅳ．用F向E中鼓入空气 烧瓶E内气体颜色逐渐加深
Ⅴ．一段时间后 C中白色沉淀溶解
试回答：
（1）操作Ⅰ的目的是
用碳酸钙与稀硝酸反应产生的二氧化碳气体赶走装置内的空气
用碳酸钙与稀硝酸反应产生的二氧化碳气体赶走装置内的空气
．
（2）C中白色沉淀的化学式是
CaCO3
CaCO3
，操作Ⅱ中当C产生白色沉淀时立刻将B上提的原因是
防止消耗硝酸过多影响铜与硝酸的反应
防止消耗硝酸过多影响铜与硝酸的反应
．
（3）操作Ⅲ中装置A产生无色气体的化学方程式是
3Cu+8HNO3
  △  
.
 
3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
3Cu+8HNO3
  △  
.
 
3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
．
（4）烧瓶E内气体颜色逐渐加深的原因是
CO2比空气重，从长管进入E，丙没有把E中空气赶净，致使部分NO先与赶净的空气生成少量红棕色气体二氧化氮，当再从F鼓入空气时，E中有更多二氧化氮生成，所以变红棕色加深
CO2比空气重，从长管进入E，丙没有把E中空气赶净，致使部分NO先与赶净的空气生成少量红棕色气体二氧化氮，当再从F鼓入空气时，E中有更多二氧化氮生成，所以变红棕色加深
．
（5）操作Ⅴ现象产生的原因是（结合化学方程式说明）
氮氧化物转化为硝酸，即4NO+3O2+2H2O=4HNO3，4NO2+O2+2H2O=4HNO3
氮氧化物转化为硝酸，即4NO+3O2+2H2O=4HNO3，4NO2+O2+2H2O=4HNO3
．
（6）D装置的作用是
平衡压强，吸收氮氧化物、二氧化碳等尾气，防止污染空气
平衡压强，吸收氮氧化物、二氧化碳等尾气，防止污染空气
．
某校课外活动小组为探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO，设计了下列实验．图中K为止水夹，F是装有一半空气的注射器，其中加热装置和固定装置均已略去．

请回答有关问题：
（1）设计装置A的目的是
利用生成的二氧化碳赶尽整个装置内的空气，避免对NO的检验造成干扰
利用生成的二氧化碳赶尽整个装置内的空气，避免对NO的检验造成干扰
．
（2）当完成装置A的实验目的后，关闭K，再将装置B中的铜丝插入稀硝酸．B中反应的离子方程式是
3Cu+2NO3-+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O
3Cu+2NO3-+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O
．
（3）将F中的空气推入E中，证明NO存在的实验现象是
E中无色气体变为红棕色
E中无色气体变为红棕色
，此过程发生反应的化学方程式是
2NO+O2=2NO2
2NO+O2=2NO2
．
（4）装置D中NaOH溶液的作用是
吸收多余的氮氧化物，防止污染空气
吸收多余的氮氧化物，防止污染空气
．
甲同学釆用如图Ⅰ所示装置验证铜与稀硝酸的反应，并用排水法收集NO气体

（1）写出试管内溶液中发生反应的化学方程式
3Cu+8HNO3=3Cu（NO3 ） 2+2NO↑+4H2O
3Cu+8HNO3=3Cu（NO3 ） 2+2NO↑+4H2O

（2）在实验过程中观察到试管内的溶液呈
绿
绿
色；收集气体的试管内的气体呈
无
无
色
（3）乙同学认为甲虽然收集到的气体是一氧化氮，但并不能说明反应中一定生成一氧化氮．他的理由是
在铜和稀硝酸反应容器的上部看到了红棕色气体
在铜和稀硝酸反应容器的上部看到了红棕色气体
在铜和稀硝酸反应容器的上部看到了红棕色气体
在铜和稀硝酸反应容器的上部看到了红棕色气体

有关化学方程式为：
2NO+O2=2NO2
2NO+O2=2NO2

（4）丙同学釆用如图Ⅱ所示装置进行实验，证明了铜与稀硝酸反应生成一氧化氮．该同学的步骤如下表所示，请回答实验中的有关问题．
实验步骤 问题
1从U型管左端加入稀硝酸直至充满U型管右端 ∥/
2用附有铜丝的胶塞塞住U型管右端，观察现象 现象是
有无色气体产生，右边溶液逐渐变成绿色
有无色气体产生，右边溶液逐渐变成绿色
3待反应停止后打开胶塞，观察实验现象 现象是
无色气体与空气接触后立即变成红棕色
无色气体与空气接触后立即变成红棕色
（5）从环保的角度看，丙同学的实验存在的缺陷是
将氮氧化合物放入空气中会污染环境
将氮氧化合物放入空气中会污染环境
．
（6）丁同学用图Ⅲ所示装置代替图Ⅱ中U型管右端的附有铜丝的胶塞进行实验，待反应停止后将一氧化氮气体排入分液漏斗中，观察到的实验现象与丙同学实验的第
3
3
步骤的相同．丁同学要将一氧化氮气体排入分液漏斗中应进行的正确操作是①
打开分液漏斗上部的塞子
打开分液漏斗上部的塞子
②
慢慢打开分液漏斗的活塞
慢慢打开分液漏斗的活塞
③
待液面与胶塞接触时立即关闭活塞
待液面与胶塞接触时立即关闭活塞

（7）实验结束后丁同学向分液漏斗中注入适量水并充分振荡，试写出发生的化学反应方程式
3NO2+H2O=2 HNO3+NO
3NO2+H2O=2 HNO3+NO

（8）若将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L（不考虑NO2的反应），试回答：
①若铜与硝刚好反应完全，则原硝酸溶液的物质的量浓度为
10.86mol﹒L-1
10.86mol﹒L-1

②将产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmL　amol?L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的物质的量浓度为
10-3a﹒V +0.5
 0.14 
mol/L
10-3a﹒V +0.5
 0.14 
mol/L

③已知NO和NO2的混合气与足量氧气混合后能被水完全吸收成硝酸，则要使上述11.2L气体完全被水吸收成硝酸，理论上需消耗标准状况下的氧气
5.71
5.71
升．（保留两位小数）；解题过程：
设生成的一氧化氮为xmol，二氧化氮为ymol．
3Cu+8HNO3=3Cu（NO3 ） 2+2NO↑+4H2O
3 2
1.5xmol xmol
Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3 ） 2+2NO2↑+2H2O
1 2
1
2
ymol．ymol．

所以方程组为
x+y=0.5
1.5xmol+
1
2
  y=0.51               

所以
x=0.26
y=0.24

即一氧化氮为0.26mol，二氧化氮为0.24mol．
4NO+2H2O+3O2=4HNO3
4 3
0.26mol 0.195mol
4 NO2+2H2O+O2=4HNO3
41
0.24mol 0.06mol
所以需要氧气0.195mol+0.06mol=0.255mol，体积为0.255mol×22.4L/mol=5.71L
设生成的一氧化氮为xmol，二氧化氮为ymol．
3Cu+8HNO3=3Cu（NO3 ） 2+2NO↑+4H2O
3 2
1.5xmol xmol
Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3 ） 2+2NO2↑+2H2O
1 2
1
2
ymol．ymol．

所以方程组为
x+y=0.5
1.5xmol+
1
2
  y=0.51               

所以
x=0.26
y=0.24

即一氧化氮为0.26mol，二氧化氮为0.24mol．
4NO+2H2O+3O2=4HNO3
4 3
0.26mol 0.195mol
4 NO2+2H2O+O2=4HNO3
41
0.24mol 0.06mol
所以需要氧气0.195mol+0.06mol=0.255mol，体积为0.255mol×22.4L/mol=5.71L
．
如图所示为与水相关的部分转化关系（水作反应物或生成物，部分产物和反应条件未列出）．下列说法错误的是（　　）
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A、如图所示的反应均为氧化还原反应B、比较镁、铁与水的反应条件，可知铁的金属性比镁弱C、工业上常用NO2与水的反应原理制取硝酸D、实验室中可用铜与稀硝酸反应制取NO2

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