Question

【題目】某研究性學習小組設計了圖1置研究硝酸的性質．
（1）實驗一：甲組同學用圖一裝置來證實稀硝酸與銅反應生成NO．a.裝置中a儀器的名稱為 ．
b.加入硝酸的操作：應先活塞A，然后從右管的漏斗中向U形管中逐漸注入稀硝酸．當注滿后，應活塞A，此時觀察到的現象 ． 待反應一會后若打開活塞A，觀察到的現象為 ．
c.若要收集NO氣體，如圖2收集裝置中合適的是（填序號） ．
d.在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4的物質的量濃度分別是0.4mol/L、0.1mol/L向該混合液中加入1.92g銅粉，加熱待充分反應后，所得溶液中Cu2+的物質的量濃度是 ．
（2）實驗二：乙組同學利用上述裝置完成濃硝酸與銅的反應a.乙組同學發現實驗室里有幾瓶濃硝酸呈黃色，請用簡單的文字和方程式解釋這種現象 ．
b.同學們發現濃硝酸與銅反應后的溶液呈綠色，而不顯藍色．甲同學認為是該溶液中硝酸銅的質量分數較高所致，而乙同學認為是該溶液中溶解了NO2氣體所致．同學們分別設計了以下3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．

Answer 1

【答案】
（1）球形干燥管；打開；關閉；U型管左管中，銅表面有無色氣體生成，液面下降，溶液逐漸變為藍色；在干燥管中看到氣體變為紅棕色，左管液面上升；C、E；0.225mol/L
（2）濃硝酸受熱或見光易分解產生紅棕色的二氧化氮氣體（4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O），該氣體溶于濃硝酸中，而使溶液變為黃色；①③
【解析】解：（1）a.裝置中a儀器含有典型的球泡特征，為球形干燥管，所以答案是：球形干燥管；b.加入硝酸的操作：應先打開活塞A保證U形管內壓強平衡，同時把U形管左側的空氣排出，銅絲和硝酸反應，所以當注滿后，應關閉活塞A，銅和稀硝酸反應生成硝酸銅和無色氣體一氧化氮，硝酸銅為藍色，所以此時觀察到的現象為U型管左管中，銅表面有無色氣體生成，液面下降，溶液逐漸變為藍色，待反應一會后若打開活塞A，空氣進入，在干燥管中無色的一氧化氮被氧化成紅棕色的二氧化氮，左管液面上升，所以答案是：打開；關閉；U型管左管中，銅表面有無色氣體生成，液面下降，溶液逐漸變為藍色；在干燥管中看到氣體變為紅棕色，左管液面上升；c.一氧化氮有毒且易和氧氣反應生成二氧化氮，一氧化氮不和水反應，所以不能用排水法收集，應該用排水法收集，排水裝置中，氣體的進出口符合“短進長出”的原則，故CE符合，所以答案是：C、E；d.1.92g的銅的物質的量n（Cu）= =0.03mol，混合酸中n（H+）=0.4mol/L×0.1L+0.1mol/L×2×0.1L=0.06mol，n（NO3﹣）=0.4mol/L×0.1L=0.04mol，由3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O可知，Cu與NO3﹣過量，H+不足，氫離子的物質的量進行計算，設產生的銅離子的物質的量為x moL， 3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O
8 3
0.06 x
= ，x=0.0225mol，
c（Cu2+）= =0.225mol/L，
所以答案是：0.225mol/L；（2）a.濃硝酸不穩定，受熱或見光分解產生的紅棕色二氧化氮溶解其中呈黃色，反應方程式為4HNO3（濃） 4NO2↑+O2↑+2H2O，所以答案是：濃硝酸受熱或見光易分解產生紅棕色的二氧化氮氣體（4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O），該氣體溶于濃硝酸中，而使溶液變為黃色；b.加熱綠色溶液，氣體的溶解量減小，能改變溶液中溶解氣體的量，故①正確，而加水稀釋綠色溶液，由于溶液濃度變小，溶液的顏色會變化，而且加水后氣體的溶解量加大，溶液的顏色也會發生變化，故不能進行判斷，故②錯誤，向該綠色溶液中通入氮氣，氮氣難溶于水，通入氮氣可以帶走二氧化氮氣體，由于溶液濃度變小，溶液的顏色會變化，可以證明該溶液中是否為溶解了NO2氣體所致，故③正確，
所以答案是：①③．