15.某实验小组同学探究铜与硝酸的反应.
(1)按不同体积比配成不同浓度的硝酸溶液,各取10mL硝酸溶液与铜片反应,如表:
序号浓硝酸与水的体积比实验现象
1:1反应速率快,溶液很快变成蓝色,大量气泡冒出,气体呈红棕色
1:3反应速率快,溶液变成蓝色,大量气泡冒出,气体呈无色
1:5反应速率慢,微热后加快,溶液变成蓝色,气泡冒出,气体无色
①铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O,若生成标准状况下0.56LNO气体,反应中被还原的HNO3的质量为1.58g
②依据表,制备NO气体最适宜的是实验Ⅱ,理由是产物是NO,反应速率较快(不用加热).
(2)为防止有毒气体逸出造成空气污染,该小组同学改进实验装置,如图所示(夹持仪器略去).用该装置进行铜与稀硝酸的反应并验证产生NO气体的性质,实验步骤如下:
Ⅰ.安装好装置后,检查装置气密性.
Ⅱ.打开旋塞C,从B管上端加入所选浓度的硝酸,至铜丝下沿(不接触钢丝).
Ⅲ.向上移动B管,使A管液面上升至与橡皮塞恰好接触,关闭旋塞C,反应开始.
Ⅳ.当液面重新下降至与铜线脱离接触时,反应停止.
Ⅴ.打开旋塞C,向下移动B管,使A中迅速进入少量空气,关闭旋塞C,观察现象.
①步骤Ⅰ中检查装置气密性的操作是:关闭旋塞C,从B管上端加入水且产生一段高于A管的水柱,若观察到A、B间形成液面差,且保持不变,说明装置气密性良好.
②步骤Ⅲ操作的目的是赶走液面上方空气,防止NO被空气中的O2氧化,以便观察生成气体的颜色.
③为使A管内的NO气体完全被溶液吸收,可进一步采取的操作是重复步骤Ⅴ的操作(或答“向下移动B管,使A中迅速进入空气,关闭旋塞C,待气体变为红棕色,反复上述操作”).
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