Question

某研究性学习小组设计实验方案（见图）研究稀硝酸与铜反应生成NO．
（1）补充完成下列实验步骤：
①按图连接好装置
②

 

；
③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；
④关闭活塞A，观察实验现象．
（2）记录：
可观察到的现象有：

 

；该过程反应的离子方程式为

 

．
（3）要验证生成的气体是NO，其具体操作及现象是

 

．
（4）试管内装有NO，倒置于水槽中，当向试管内通入21mL O₂时，最后试管中的液面仍在原的位置，则原试管中NO的体积为

 

mL．

Answer 1

考点：实验装置综合

专题：实验题

分析：（1）因反应生成气体，则连接好仪器之后需要检查气密性；
（2）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮气体，溶液呈蓝色；
（3）根据一氧化氮和氧气反应生成红综合二氧化氮判断；
（4）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．

解答： 解：（1）因反应生成气体，则连接好仪器之后需要检查气密性，故答案为：检查装置气密性；
（2）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮气体，反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，溶液呈蓝色，可观察到的现象是铜丝逐渐溶解，产生无色气体，U形管左侧液面下降，溶液显蓝色，
故答案为：铜丝逐渐溶解，产生无色气体，U形管左侧液面下降，溶液显蓝色；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）一氧化氮为无色气体，如检验是否生成一氧化氮，则可打开活塞A，一氧化氮和空气接触生成二氧化氮，在球形干燥管里看到气体显红色，则说明原气体为NO，
故答案为：打开活塞A，在球形干燥管里看到气体显红色，则说明原气体为NO；
（4）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  

3V

4

mL，
则21mL-

3V

4

mL=VmL，
V=12，
故答案为：12．

点评：本题以硝酸与铜的反应为载体，综合考查学生实验设计和探究能力，涉及HNO₃的性质、物质验证性实验设计，利用对比的方法判断硝酸的性质，题目难度中等，是对基础知识与学生综合能力的考查，理解原理与各装置作用是解题的关键．