Question

為了證明銅與稀硝酸反應產生一氧化氮，某校學生實驗小組設計了一個實驗，其裝置如圖所示（加熱裝置和固定裝置均已略去），B為一個用金屬絲固定的干燥管，內裝塊狀碳酸鈣固體；E為一個空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的雙連打氣球．

（1）實驗時，為在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，必須事先排出去其中的空氣．你第一步實驗操作為：

B裝置中CaCO₃放入硝酸中

；
確定E中空氣已被趕盡的實驗現象為：

C中石灰水變渾濁

．
（2）將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產生無色氣體，其反應的離子方程式為

3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

；
（3）如何證明E中收集的是NO而不是H₂？

將F氣球中空氣壓入E中，有紅棕色氣體生成

；一段時間后，C中白色沉淀溶解，其原因是

2HNO₃+CaCO₃═Ca（NO₃）₂+2H₂O

；
（4）裝置D的作用

吸收多余的NO、NO₂

．

Answer 1

分析：實驗時，可先將B裝置中CaCO₃放入硝酸中，碳酸鈣和硝酸反應生成二氧化碳氣體，先排出去其中的空氣，以便在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色，且在C中可觀察到渾濁，有碳酸鈣沉淀生成，A中硝酸和銅反應生成NO，易于氧氣反應，則將F氣球中空氣壓入E中，有紅棕色氣體生成，裝置D中盛有氫氧化鈉溶液，可用與吸收二氧化氮氣體，氣體中氣球可用于吸收不反應的NO，以防止污染空氣，以此解答該題．

解答：解：（1）實驗時，可先將B裝置中CaCO₃放入硝酸中，碳酸鈣和硝酸反應生成二氧化碳氣體，先排出去其中的空氣，以便在E燒瓶中收集到NO，以便觀察顏色；E中空氣已被趕盡時，E中石灰水與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀，可觀察到石灰水變渾濁，
故答案為：B裝置中CaCO₃放入硝酸中；C中石灰水變渾濁；
（2）稀硝酸與銅反應生成硝酸銅和NO，反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）A中硝酸和銅反應生成NO，易于氧氣反應，則將F氣球中空氣壓入E中，有紅棕色氣體生成，如觀察到紅棕色，則說明生成NO而不是氫氣，
生成二氧化碳通入C中生成硝酸，硝酸與碳酸鈣反應，反應的化學方程式為2HNO₃+CaCO₃═Ca（NO₃）₂+2H₂O，
故答案為：將F氣球中空氣壓入E中，有紅棕色氣體生成；2HNO₃+CaCO₃═Ca（NO₃）₂+2H₂O；
（4）裝置D中盛有氫氧化鈉溶液，可用與吸收二氧化氮氣體，氣體中氣球可用于吸收不反應的NO，以防止污染空氣，故答案為：吸收多余的NO、NO₂．

點評：本題以硝酸的性質為載體綜合考查性質實驗的設計，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意把握相關物質的性質，明確實驗目的和原理是解答該題的關鍵，注意相關實驗操作方法的注意事項，難度中等．