Question

10．某研究性學習小組設計如圖裝置來證實稀硝酸與銅反應生成了NO．
（1）補充完成下列實驗步驟：
①檢查裝置的氣密性．
②打開活塞A，往U型管右側漏斗中注入稀硝酸，一直注到稀HNO₃接觸到A處橡皮塞（或稀硝酸浸沒銅絲）為止．
③關閉活塞A，觀察實驗現(xiàn)象．
（2）記錄描述觀察到的實驗現(xiàn)象：
可觀察到的現(xiàn)象有：U型管左側銅絲逐漸溶解，有無色氣體產生，溶液呈藍色，隨著反應的不斷進行，最后反應自行停止．該過程反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（3）為了進一步證明反應確實生成了NO，還需要的操作及看到的現(xiàn)象為打開活塞A，若干燥管中出現(xiàn)紅棕色氣體，則證明產生了NO氣體，反之，則無．
（4）將2.56g銅粉與10mL濃硝酸反應，充分反應后收集到NO₂和NO的混合氣體體積為1.12L（標準狀況下），測得溶液中剩余H⁺ 的物質的量濃度為1.0mol/L，則原濃硝酸的物質的量濃度為14.0mol/L（溶液體積變化忽略不計）．

Answer 1

分析 （1）使稀硝酸接觸到A處橡皮塞為止，注意不能使硝酸進入干燥管中；
（2）銅和稀硝酸反應生成硝酸銅和無色氣體一氧化氮；
（3）一氧化氮易和氧氣反應生成紅棕色二氧化氮氣體；
（4）n（Cu）=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，氮氧化物的物質的量n（氣體）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，結合原子守恒及c=$\frac{n}{V}$計算．

解答 解：（1）將稀HNO₃接觸到A處橡皮塞為止，即把U形管左側的空氣排出，又使銅絲和硝酸反應，
故答案為：稀HNO₃接觸到A處橡皮塞（或稀硝酸浸沒銅絲）；
（2）銅和稀硝酸反應生成硝酸銅和一氧化氮氣體，離子反應方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，一氧化氮氣體是無色的，
故答案為：無；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）一氧化氮是無色氣體，要證明生成一氧化氮，可根據(jù)二氧化氮的顏色判斷是否有一氧化氮生成，一氧化氮和氧氣反應生成紅棕色二氧化氮，使一氧化氮和空氣接觸即可，即打開活塞A，有紅棕色氣體產生說明確實有一氧化氮生成，故答案為：打開活塞A，若干燥管中出現(xiàn)紅棕色氣體，則證明產生了NO氣體，反之，則無；
（4）n（Cu）=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，氮氧化物的物質的量n（氣體）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
測得溶液中剩余H⁺ 的物質的量濃度為1.0mol/L，即反應后溶液中硝酸的物質的量n（HNO₃）=1.0mol/L×0.01L=0.01mol，
由氮原子守恒n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（氣體）+n（HNO₃）_剩余=0.04mol×2+0.05mol+0.01mol=0.14mol，
則硝酸的物質的量濃度c（HNO₃）=$\frac{0.14mol}{0.01L}$=14.0mol/L，
故答案為：14.0mol/L．

點評 本題考查性質實驗方案的設計，為高頻考點，把握物質的性質、實驗裝置的作用、發(fā)生的反應為解答的關鍵，側重分析與實驗及計算能力的考查，題目難度不大．