(2010•沈阳二模)在研究性学习中,某实验小组进行了铜与稀硝酸反应的实验探究.有三位学生设计了以下三种实验方案.如图所

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  • 解题思路:(1)根据金属铜和硝酸的反应情况来书写方程式;

    (2)根据一氧化氮和二氧化氮的性质结合大气压强原理来解释;

    (3)一氧化氮不和氧气结合即可避开变为二氧化氮的可能;

    (4)①根据实验装置的工作原理来判断反应的发生和结束情况;

    ②一氧化氮和氧气反应生成硝酸的反应为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,根据公式c=[n/V]来计算浓度;

    ③根据装置特点对比来确定反应的优缺点.

    (1)金属铜能和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,即3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O,

    故答案为:3Cu+8HNO3=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O;

    (2)根据一氧化氮易和氧气反应的性质,可以得出:由于反应开始时产生的NO与烧瓶内空气中O2作用生成NO2,NO2溶于水并与水反应使装置内气压减小,水倒吸入至一定高度后,当烧瓶中的氧气全部消耗后,生成的NO排出导管口,即有气泡产生,

    故答案为:由于反应开始时产生的NO与烧瓶内空气中O2作用生成NO2,NO2溶于水并与水反应使装置内气压减小,水倒吸入至一定高度后,当烧瓶中的氧气全部消耗后,生成的NO排出导管口,即有气泡产生;

    (3)①一氧化氮不和氧气结合的途径是先关闭a,开启b和c一段时间,再关b开a,

    故答案为:先关闭a,开启b和c一段时间,再关b开a;

    ②一氧化氮和氧气反应生成硝酸的反应为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,设生成硝酸的物质的量为x,则

    4NO+3O2+2H2O=4HNO3

    4 3 4

    [V×21%/22.4] x

    则[3

    21%V/22.4=

    4

    x],解得x=0.0125Vmol,根据c=[n/V],则硝酸的浓度是0.0125mol•L-1,故答案为:0.0125mol•L-1

    (4)①硝酸与铜丝脱离接触时,反应即刻停止,此时在U形管短管上部(或U形管左管上部)察到无色的NO气体,

    故答案为:硝酸与铜丝脱离接触;U形管短管上部(或U形管左管上部);

    ②一氧化氮极易和氧气反应生成红棕色的二氧化氮,但是氮气不具有此性质,所以可以再将分液漏斗的活塞慢慢打开,如果在分液漏斗中观察到气体由无色变为红棕色,则证明Cu与稀HNO3反应生成的气体是NO,而不是N2

    故答案为:再将分液漏斗的活塞慢慢打开,在分液漏斗中观察到气体由无色变为红棕色;

    ③图3装置与图1、图2装置相比,能探究出铜与稀硝酸反应生成物为NO,此外还可以验证NO被氧化成NO2的过程,

    故答案为:能探究出铜与稀硝酸反应生成物为NO,且可以验证NO被氧化成NO2的过程.

    点评:

    本题考点: 化学实验方案的评价;硝酸的化学性质.

    考点点评: 本题是一道化学实验方案评价的知识题目,考查学生分析和解决问题的能力,难度大,综合性强.