Question

實驗室用稀硝酸與銅反應(yīng)來制備NO氣體，如果采用（Ⅰ）裝置，實驗效果不十分理想，因為從觀察到的現(xiàn)象不能有力證明反應(yīng)產(chǎn)物是NO；有人設(shè)計了（Ⅱ）裝置（橡皮塞下端連有銅絲圈），用來做該實驗可以達到滿意效果．
（1）將有關(guān)操作補充完全：
①將活塞打開，從U形管的長管的長管口注入稀硝酸，一直注到

 

為止．
②關(guān)閉活塞，使銅絲在稀HNO₃中浸泡一段時間后，當

 

時，說明反應(yīng)發(fā)生．
（2）完成下列問題：
①寫出銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式

 

．
②反應(yīng)在什么情況下可以自動停止？

 

可以在何處觀察到無色的NO氣體？

 

．
③如果再將活塞慢慢打開，可立即觀察到哪些明顯現(xiàn)象？

 

．
④如果需再獲得NO與已生成的NO₂形成鮮明對照的實驗效果，應(yīng)

 

（填操作）．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,硝酸的化學性質(zhì),制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：由于NO易被空氣中O₂氧化成NO（紅棕色），所以在金屬與稀HNO₃反應(yīng)的常規(guī)實驗中，很難觀察到無色NO氣體的生成，而是觀察到紅棕色氣體．本題實驗Ⅱ中的意圖是創(chuàng)設(shè)無氧氣環(huán)境，用稀硝酸溶液排除U形管內(nèi)的空氣，銅絲與硝酸反應(yīng)后，生成的NO難溶于硝酸溶液，導致U形管的壓強增大，硝酸溶液被壓到U形管右側(cè)，當硝酸和銅絲脫離接觸，反應(yīng)自動停止，將分液漏斗的活塞打開，NO進入分液漏斗中，NO在分液漏斗中生成二氧化氮，同時硝酸溶液有進入U形管左側(cè)，關(guān)閉分液漏斗活塞，這時，分液漏斗內(nèi)有二氧化氮，硝酸又和銅絲反應(yīng)生成NO，形成鮮明的對照試驗效果，以此解答該題．

解答： 解：（1）①實驗時應(yīng)將裝置內(nèi)的空氣完全排除，則應(yīng)單孔塞下沿與液面間不留有空隙，否則不能觀察到無色氣體，
故答案為：單孔塞下沿與液面間不留有空隙；
②金屬銅和稀硝酸反應(yīng)在加熱條件下進行，可以在U型管的A側(cè)加熱，銅絲與稀硝酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當生成氣體時可停止解熱，反應(yīng)放出的熱量可維持反應(yīng)繼續(xù)進行，
故答案為：銅絲上有氣泡產(chǎn)生；
（2）①金屬銅可以和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
②當產(chǎn)生的NO氣體將稀硝酸排入U型管B側(cè)管內(nèi)使銅絲網(wǎng)與稀硝酸脫離后反應(yīng)會立即停止，在U型管A側(cè)管內(nèi)可觀察到無色的NO氣體，
故答案為：銅絲網(wǎng)與稀HNO₃脫離后；在U型管A側(cè)管中；
③如果再將分液漏斗的活塞慢慢打開，右側(cè)壓強大于左側(cè)，U型管B側(cè)管中硝酸又回落到A側(cè)管內(nèi)，NO與空氣接觸而生成紅棕色氣體，
故答案為：有紅棕色氣體出現(xiàn)；
④如再獲得NO，可關(guān)閉分液漏斗活塞，此時硝酸又和銅絲反應(yīng)生成NO，氣體為無色，而分液漏斗內(nèi)生成紅棕色的二氧化氮，可形成鮮明的對比，
故答案為：再次將活塞關(guān)閉，使稀硝酸與銅繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生無色的NO氣體．

點評：本題考查制備實驗的設(shè)計，題目難度中等，注意把握實驗的操作方法和反應(yīng)原理，注意觀察NO的現(xiàn)象必須在無氧的環(huán)境中進行．