Question

下图是化学研究性学习小组设计的铜与稀硝酸反应的两个实验装置图．其中装置Ⅰ为甲同学设计．

请回答下列问题：
（1）铜与稀硝酸反应的离子方程式为

 

．
（2）乙同学认为装置Ⅰ中收集的气体不能确定铜与稀硝酸反应生成的是NO气体，理由是

 

．于是他设计装置Ⅱ，其中装铜片的是气球．
（3）如何检验装置Ⅱ的气密性？

 

．
（4）化学研究性学习小组的其它同学对上述实验进行了研究，认为装置Ⅱ虽然作了改进，但如果按装置Ⅱ进行实验，还是会出现三个问题，需要作相应改进措施．请你帮助他们填写相关内容．
问题一：

 

．
措施：加热或

 

．
问题二：试管中的气体是淡棕红色，而不是无色．
措施：

 

（填具体操作．不能增加装置）．
问题三：

 

．
措施：

 

．

Answer 1

分析：（1）Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水；
（2）装置Ⅰ中利用排水法收集；
（3）依据装置中气体压强变化，气球的改变判断气密性；
（4）依据装置图分析，问题一、反应较慢，可以把铜片改为铜粉或加热提高反应速率；
问题二、试管中的气体是淡棕红色，而不是无色，说明装置中有空气，不改变装置前提下，可以加入碳酸盐和硝酸反应生成的二氧化碳把空气赶出；
问题三、无尾气吸收装置，一氧化氮是污染性气体不能排放到空气中；

解答：解：（1）Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，发生的离子反应为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）装置Ⅰ中利用排水法收集，因为NO₂与水反应也可产生NO：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故不能肯定生成的NO气体是来自于铜与稀硝酸反应，
故答案为：NO₂与水反应也可产生NO：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故不能肯定生成的NO气体是来自于铜与稀硝酸反应；
（3）依据装置中气体压强变化，气球的改变判断气密性，关紧夹子，用酒精灯稍加热试管，气球鼓起，撤掉酒精灯后，气球恢复原貌，表明装置不漏气；
故答案为：关紧夹子，用酒精灯稍加热试管，气球鼓起，撤掉酒精灯后，气球恢复原貌，表明装置不漏气；
（4）问题一：用铜片反应速率较慢；措施：可以加热，或将铜片改为Cu粉加快反应速率；
故答案为：反应速率较慢；将铜片改为Cu粉；
问题二：试管中的气体是淡棕红色，而不是无色，说明装置中有空气，不改变装置前提下，可以加入碳酸盐和硝酸反应生成的二氧化碳，利用二氧化碳比空气重把空气赶出；措施：先将少量碳酸盐倒入试管，然后迅速系上装有铜片的小气球；
故答案为：先将少量碳酸盐倒入试管，然后迅速系上装有铜片的小气球；
问题三：实验污染空气，一氧化氮是污染性气体不能排放到空气中；措施：连接导管，将导管插入装有NaOH溶液的试管，并向试管中持续通入空气吸收生成的一氧化氮气体；
故答案为：实验污染空气，连接导管，将导管插入装有NaOH溶液的试管，并向试管中持续通入空气；

点评：本题考查了硝酸性质和产物性质的分析应用，主要是装置分析判断，掌握实验基本操作时解题关键，题目难度中等．