Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組利用下圖裝置研究硝酸的性質(zhì)。

Ⅰ實驗一：甲同學(xué)用圖1裝置來證實稀硝酸與銅反應(yīng)生成NO。

（1）請寫出稀HNO3與Cu反應(yīng)的離子方程式___。

（2）從A中向U形管中注滿稀硝酸后，關(guān)閉A，待反應(yīng)結(jié)束后，如何證明生成的無色氣體氣體是NO，操作是___。

（3）圖2收集NO氣體的各種裝置中，合理的是___(填序號，多選不給分)。

（4）在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol·L－1、0.2mol·L－1，向該混合液中加入2.56g銅粉，加熱待充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度是___。

Ⅱ.實驗二、乙組同學(xué)利用上述裝置完成濃硝酸與銅的反應(yīng)

（5）同學(xué)們發(fā)現(xiàn)實驗室里有幾瓶濃硝酸呈黃色，請用化學(xué)方程式和簡單的文字說明解釋這種現(xiàn)象___。

（6）同學(xué)們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后的溶液呈綠色，而不顯藍(lán)色。甲同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致，而乙同學(xué)認(rèn)為是該溶液中溶解了NO2氣體所致。同學(xué)們分別設(shè)計了以下4個實驗來判斷兩種看法是否正確。

這些方案中可行的是___(填序號，多選不給分)

①加熱該綠色溶液，觀察顏色變化

②加水稀釋綠色溶液，觀察顏色變化

③向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化

④向飽和硝酸銅溶液中通入NO2氣體，觀察顏色變化

Answer 1

【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 打開活塞A，使少量氣體進(jìn)入干燥管中，氣體由無色變成紅棕色，則證明有NO生成 CE c（Cu2+）=0.3mol/L 4HNO3（濃）4NO2↑+O2↑+2H2O，產(chǎn)生的NO2溶解在水中使溶液呈黃色 ①③④

【解析】

（1）稀硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮、水；

（2）根據(jù)一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成紅棕色二氧化氮驗證NO；

（3）根據(jù)NO的性質(zhì)選擇收集方法；

（4）根據(jù)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O計算反應(yīng)后Cu2+的物質(zhì)的量濃度；

（5）濃硝酸易分解；

（6）要證明是Cu（NO3）2濃度過高或是溶解了NO2導(dǎo)致裝置中溶液呈綠色，一是可設(shè)計將溶解的NO2趕走再觀察顏色變化，二是改變?nèi)芤褐?/span>Cu（NO3）2溶液的濃度觀察反應(yīng)后的顏色變化。

（1）稀硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮、水，反應(yīng)的離子方程式是3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（2）一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成紅棕色二氧化氮，打開活塞A，使少量氣體進(jìn)入干燥管中，氣體由無色變成紅棕色，則證明有NO生成；

（3）NO與氧氣反應(yīng)生成NO2，NO難溶于水，所以收集NO只能用排水法，不選AB，D裝置長進(jìn)短出，不能收集NO，不選D，故選CE；

（4）2.56g銅粉的物質(zhì)的量是0.04mol，在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol·L－1、0.2mol·L－1，則H+的物質(zhì)的量是0.08mol，NO3-的物質(zhì)的量是0.04mol，根據(jù)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，硝酸根離子過量，氫離子不足，0.08mol H+，溶解0.03molCu，生成 Cu2+的物質(zhì)的量為0.03mol，c（Cu2+）=0.03mol÷0.1L =0.3mol/L；

(5). 濃硝酸易分解，4HNO3（濃）4NO2↑+O2↑+2H2O，產(chǎn)生的NO2溶解在水中使溶液呈黃色；

(6)①．加熱該綠色溶液，二氧化氮氣體揮發(fā)，通過顏色變化，可證明溶液顏色的變化原因，故選①；

②．加水稀釋綠色溶液，Cu（NO3）2濃度降低同時二氧化氮和水反應(yīng)，不能證明溶液顏色的變化原因，故不選②；

③．向該綠色溶液中通入氮氣，可將二氧化氮氣體排出，可證明溶液顏色的變化原因，故選③；

④．向飽和硝酸銅溶液中通入NO2氣體，如顏色變?yōu)榫G色，可證明溶液顏色的變化原因，故選④。