Question

【題目】用下圖中的簡易裝置可以進(jìn)行氣體的發(fā)生和收集。

（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)如何檢查該裝置的氣密性？

（2）撥開試管a的橡皮塞，加入10ml6mol·L－1稀HNO3和1g薄銅片，立即將帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口，反應(yīng)開始時(shí)速度緩慢，逐漸加快，請寫出試管a中所發(fā)生的所有反應(yīng)的方程式。

（3）從反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束，預(yù)期試管a中可觀察到哪些現(xiàn)象？請依次逐一寫出。

（4）在反應(yīng)開始時(shí)，可觀察到導(dǎo)管b中的水面先沿導(dǎo)管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有氣泡從管口冒出。試說明反應(yīng)開始時(shí)，導(dǎo)管中水面先上升的原因。

（5）試管c收集滿氣體后，用拇指堵住管口，取出水槽，將管口向上，松開拇指，片刻后，再次堵住管口，將試管又再倒置于水槽中，松開拇指，此時(shí)可觀察到什么現(xiàn)象?

Answer 1

【答案】（1）把導(dǎo)管b的下端浸入水中，用手緊握捂熱試管a，導(dǎo)管中會有氣泡冒出，松手后，水又會回升到導(dǎo)管b中。

（2）①3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ②2NO+O2=2NO2 ③3NO2+H2O=2HNO3+NO

（3）①銅片和稀HNO3反應(yīng)，有無色氣泡產(chǎn)生，開始緩慢后來加快

②試管上部氣體由無色變?yōu)闇\棕色，又變?yōu)闊o色

③試管a中的溶液由無色變?yōu)闇\藍(lán)色

④反應(yīng)結(jié)束后，銅片全部消耗完

（4）由于反應(yīng)開始時(shí)產(chǎn)生的NO和試管a上部空氣中的O2作用生成NO2，而NO2又易溶于水并與水反應(yīng)，使裝置內(nèi)氣體的壓強(qiáng)暫時(shí)減小，所以導(dǎo)管中的水面會先上升到一定高度，此后又落回。等到試管上部空氣中的O2消耗完以后，NO就會從管口冒出

（5）松開拇指后NO與空氣中的氧氣反應(yīng)：2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO，導(dǎo)致氣體體積減小，液面上升，試管內(nèi)氣體又變?yōu)闊o色

【解析】

試題分析：（1）由該裝置圖可知，采用“微熱法”檢驗(yàn)氣密性，步驟為：把導(dǎo)管b的下端浸入水中，用手握住試管a，若b導(dǎo)管口處有氣泡冒出，放手后在導(dǎo)管b中形成一段水柱，則證明裝置氣密性良好；

（2）Cu和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水，NO易被氧氣氧化生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸和NO，所以涉及的反應(yīng)方程式為3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO；

（3）由發(fā)生的反應(yīng)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O、2NO+O2=2NO2、可知，銅片逐漸變小直至消失，溶液中有無色氣泡產(chǎn)生，該氣體在試管上部變?yōu)榧t棕色，試管中的溶液由無色變?yōu)闇\藍(lán)色；

（4）由于反應(yīng)開始時(shí)產(chǎn)生的NO和試管a上部空氣中的O2作用生成NO2，而NO2又易溶于水并與水反應(yīng)，使裝置內(nèi)氣體的壓強(qiáng)暫時(shí)減小，所以導(dǎo)管中的水面會先上升到一定高度，此后又落回。等到試管上部空氣中的O2消耗完以后，NO就會從管口冒出；

（4）松開拇指后NO與空氣中的氧氣反應(yīng)：2NO+O2=2NO2，而生成NO2，再投入水中時(shí)發(fā)生反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO，導(dǎo)致氣體體積減小，液面上升，試管內(nèi)氣體又變?yōu)闊o色。