Question

3．机动车排放的尾气是空气的重要污染源，其成分之一是NO．某化学兴趣小组的同学在查阅资料后得知：①NO常温下是一种无色、难溶于水的气体，它的密度比空气略大；②NO常温下能与氧气迅速反应，生成红棕色的NO₂气体：2NO₂+O₂=2NO₂；③实验室常用铜与稀硝酸反应制取NO：3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑十4X． 根据以上信息完成下列问题：

（1）物质X的化学式为H₂O．
（2）若选择合适的装置来制取并收集NO气体，你选择的发生装置是B，收集装置是C．
（3）某化工厂准备生产Cu（NO₃）₂，以铜和稀硝酸为主要原料设计了两种方案：
方案一：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑十4X；
方案二：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+2HNO₃═Cu（NO₃）₂+H₂O．
从环境保护的角度考虑，你认为较合理的方案是方案二．从经济效益的角度考虑，选择此方案的另一条理由是制取相同质量的硝酸铜时，方案二消耗硝酸少．

Answer 1

分析 （1）化学反应遵循质量守恒定律，即反应前后元素种类不变，原子种类和总个数都不变；
（2）根据制取气体的反应物状态、反应条件、气体的性质可以选择发生装置和收集装置
（3）不同的实验方案，优缺点不同．

解答 解：（1）由3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑十4X可知，反应前后铜原子都是3个，氮原子都是8个，反应前氢原子8个，反应后应该是8个，包含在4X中，反应前氧原子24个，反应后应该是24个，其中4个包含在4X中，因此物质X的化学式为H₂O．
故填：H₂O．
（2）反应物是固体和液体，不需要加热，应该用B装置作为发生装置，一氧化氮能和空气中的氧气反应，不能用排空气法收集，不溶于水，可以用排水法收集，即用C装置收集．
故填：B；C．
（3）从环境保护的角度考虑，较合理的方案是方案二，是因为方案二中不产生污染环境的一氧化氮气体，而方案一中产生污染环境的一氧化氮气体；
从经济效益的角度考虑，选择此方案的另一条理由是制取相同质量的硝酸铜时，方案二消耗硝酸少．
故填：方案二；制取相同质量的硝酸铜时，方案二消耗硝酸少．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．