Question

10．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖裝置來(lái)證實(shí)稀硝酸與銅反應(yīng)生成了NO．
（1）補(bǔ)充完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①檢查裝置的氣密性．
②打開活塞A，往U型管右側(cè)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(méi)銅絲）為止．
③關(guān)閉活塞A，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
（2）記錄描述觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
可觀察到的現(xiàn)象有：U型管左側(cè)銅絲逐漸溶解，有無(wú)色氣體產(chǎn)生，溶液呈藍(lán)色，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，最后反應(yīng)自行停止．該過(guò)程反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（3）為了進(jìn)一步證明反應(yīng)確實(shí)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(chǎn)生了NO氣體，反之，則無(wú)．
（4）將2.56g銅粉與10mL濃硝酸反應(yīng)，充分反應(yīng)后收集到NO₂和NO的混合氣體體積為1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），測(cè)得溶液中剩余H⁺ 的物質(zhì)的量濃度為1.0mol/L，則原濃硝酸的物質(zhì)的量濃度為14.0mol/L（溶液體積變化忽略不計(jì)）．

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(jìn)入干燥管中；
（2）銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和無(wú)色氣體一氧化氮；
（3）一氧化氮易和氧氣反應(yīng)生成紅棕色二氧化氮?dú)怏w；
（4）n（Cu）=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，氮氧化物的物質(zhì)的量n（氣體）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，結(jié)合原子守恒及c=$\frac{n}{V}$計(jì)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(cè)的空氣排出，又使銅絲和硝酸反應(yīng)，
故答案為：稀HNO₃接觸到A處橡皮塞（或稀硝酸浸沒(méi)銅絲）；
（2）銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮?dú)怏w，離子反應(yīng)方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，一氧化氮?dú)怏w是無(wú)色的，
故答案為：無(wú)；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）一氧化氮是無(wú)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(yīng)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(chǎn)生說(shuō)明確實(shí)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(chǎn)生了NO氣體，反之，則無(wú)；
（4）n（Cu）=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，氮氧化物的物質(zhì)的量n（氣體）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
測(cè)得溶液中剩余H⁺ 的物質(zhì)的量濃度為1.0mol/L，即反應(yīng)后溶液中硝酸的物質(zhì)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(zhì)的量濃度c（HNO₃）=$\frac{0.14mol}{0.01L}$=14.0mol/L，
故答案為：14.0mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)裝置的作用、發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)及計(jì)算能力的考查，題目難度不大．