Question

【題目】某同學利用下列實驗裝置圖探究銅與稀硝酸反應的還原產物并進行噴泉實驗（假設藥品足量），請回答下列問題：

(1)實驗室用金屬銅和稀硝酸制取NO氣體的離子方程式為_______________________。

(2)實驗開始時，該同學進行了如下的操作步驟，正確的順序是__________(填選項序號)

①打開活塞與止水夾

②U形管右側酸液與銅絲分離后，打開活塞

③檢查氣密性，組裝好其它部分儀器

④從長頸漏斗往U形管中注入稀硝酸至與橡皮塞下端齊平

⑤關閉活塞與止水夾

(3)第(2)題中操作④的目的是________________________________________。

(4)上述實驗過程中長頸漏斗所起的作用是______________________________。

(5)能證明稀硝酸與銅反應還原產物是NO氣體的實驗現象是_____________(填選項字母)。原因是____________________________（用化學方程式表示）。

A.U形管右側中收集到無色氣體

B.U形管右側產生的無色氣體進入圓底燒瓶后接觸空氣變為紅棕色

C.U形管中溶液顏色變成藍色

Answer 1

【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O ③①④⑤② 將整個裝置內的空氣趕盡，避免NO和O2反應生成NO2對氣體產物的觀察產生干擾 接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出 B 2NO+O2=2NO2

【解析】

（1）銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮、水；

（2）該實驗為探究銅與稀硝酸反應的還原產物并進行噴泉實驗，銅和稀硝酸反應生成一氧化氮氣體，所以連接裝置后先進行檢查氣密性，原理是利用活塞與止水夾構成封閉體系，根據裝置內外的壓強差形成水柱或氣泡判斷，然后進行反應，實驗要驗證銅與稀硝酸反應的還原產物是NO而不是NO2，生成的氣體不能與空氣接觸，應先打開活塞再從右側加稀硝酸，排盡裝置內的空氣，據此分析操作步驟；

（3）裝置中殘留空氣，反應產物一氧化氮易與空氣中的氧氣反應，需用反應產生的氣體趕走裝置中的空氣；

（4）長頸漏斗球形部分空間較大，能起緩沖作用，接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出；

（5）NO是無色氣體，NO遇空氣中氧氣生成NO2氣體，NO2是紅棕色的氣體，稀硝酸與Cu反應生成NO氣體，右側壓強增大，右側產生的無色氣體進入圓底燒瓶后接觸空氣變為紅棕色，說明還原產物是NO。

（1）銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮、水，反應離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（2）該實驗為探究銅與稀硝酸反應的還原產物并進行噴泉實驗，銅和稀硝酸反應生成一氧化氮氣體，所以連接裝置后先進行檢查氣密性（③），然后打開活塞與止水夾（①），從長頸漏斗往U形管中注入稀硝酸至與橡皮塞下端齊平（④），銅和稀硝酸反應，將整個裝置內的空氣趕盡，避免NO和O2反應生成NO2對氣體產物的觀察產生干擾，關閉活塞與止水夾（⑤），U形管右側酸液與銅絲分離后，打開活塞（②），反應結束，所以操作步驟為：③①④⑤②；

（3）裝置中殘留空氣，反應產物一氧化氮易與空氣中的氧氣反應，操作④從長頸漏斗往U形管中注入稀硝酸至與橡皮塞下端齊平，銅和稀硝酸反應生成一氧化氮，將整個裝置內的空氣趕盡，避免NO和O2反應生成NO2對氣體產物的觀察產生干擾；

（4）該實驗銅和稀硝酸反應，生成的NO是無色難溶于水的氣體，裝置內壓強增大，用長頸漏斗能接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出，

故答案為：接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出；

（5）NO是無色難溶于水的氣體，若稀硝酸與Cu反應生成NO氣體，右側壓強增大，右側產生的無色氣體進入圓底燒瓶后接觸空氣，NO遇空氣中氧氣反應2NO+O2=2NO2，生成紅棕色的NO2氣體，所以U形管右側產生的無色氣體進入圓底燒瓶后接觸空氣變為紅棕色，能證明稀硝酸與銅反應還原產物是NO，

故答案為：B；2NO+O2=2NO2。