Question

【題目】某化學研究性學習小組的同學根據理論分析后認為，NO2可能會氧化單質銅，他們設想利用下圖所示裝置驗證NO2的氧化性（夾持裝置已省略）。

（1）裝置A～C中有一處錯誤，改正的方法是________，A中發生反應的兩種試劑通常是_____。

（2）點燃C處酒精燈比較合適的時機是_________。若C中固體全部變成黑色，同時生成對環境無污染的氣體，寫出C中反應的化學方程式：_____。裝置D的用途是__________。

（3）開關K的設計是以實現綠色化學實驗為目的，請說明K的使用方法：_______（包括使用時段與內容）。

（4）實驗結束后發現C中的固體混有少量的紅色粉末，經過分析，甲同學認為該紅色粉末是Cu2O，乙同學認為該紅色粉末是Cu，丙同學認為該紅色粉末是Cu和Cu2O的混合物。查閱資料，Cu、Cu2O和CuO的部分性質如下：

請設計一個簡單的實驗證明甲同學的看法是否正確：__________。

Answer 1

【答案】無水氯化鈣或五氧化二磷代替堿石灰 濃硝酸和銅 裝置C硬質玻璃管中充滿紅棕色氣體時 4Cu+2NO24CuO+N2 吸收未反應完的NO2 待C中反應停止后，關閉分液漏斗的活塞，打開K，向裝置只中通入氮氣至裝置中無紅棕色氣體 取少量反應后固體加入足量氨水中，若固體完全溶解，則甲同學的看法正確，若有紅色粉末剩余，則甲同學看法不正確

【解析】

裝置A利用濃硝酸和銅反應生成二氧化氮，B裝置對氣體進行干燥，但二氧化氮會和堿石灰發生反應，應選用酸性干燥劑；C裝置中銅和二氧化氮在加熱條件下反應，D為尾氣吸收裝置，同時防止倒吸，實驗結束后通入氮氣，可使生成的二氧化氮完全被吸收，以此解答該題。

(1)堿石灰可與二氧化氮反應，應用無水氯化鈣或五氧化二磷代替堿石灰，A用于制備二氧化氮，可用濃硝酸和銅反應生成；

(2)二氧化氮為紅棕色氣體，所以為排除氧氣的干擾，可待裝置C硬質玻璃管中充滿紅棕色氣體時再點燃C處酒精燈；若C中固體全部變成黑色，說明銅被氧化生成氧化銅，同時生成對環境無污染的氣體，根據元素守恒可知該氣體為氮氣，反應方程式為：4Cu+2NO24CuO+N2；裝置D用于吸收未反應完的NO2；

(3)待C中反應停止后，關閉分液漏斗的活塞，打開K，向裝置只中通入氮氣至裝置中無紅棕色氣體，可使二氧化氮完全被吸收，避免污染環境；

(4)由題給信息可知Cu2O溶于氨水，則取少量反應后固體加入足量氨水中，若固體完全溶解，則甲同學的看法正確，若有紅色粉末剩余，則甲同學看法不正確。