Question

【题目】有学生将铜与稀硝酸反应实验及NO、NO2性质实验进行改进、整合，装置如图(洗耳球：一种橡胶为材质的工具仪器)。

实验步骤如下：

(一)组装仪器：按照如图装置连接好仪器，关闭所有止水夹；

(二)加入药品：在装置A中的烧杯中加入30%的氢氧化钠溶液，连接好铜丝，在装置C的U型管中加入4.0 mol/L的硝酸，排除U型管左端管内空气；

(三)发生反应：将铜丝向下移动，在硝酸与铜丝接触时可以看到螺旋状铜丝与稀硝酸反应产生气泡，此时打开止水夹①，U型管左端有无色气体产生，硝酸左边液面下降与铜丝脱离接触，反应停止；进行适当的操作，使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中，气体变为红棕色；

(四)尾气处理：气体进入烧杯中与氢氧化钠溶液反应；

(五)实验再重复进行。

回答下列问题：

(1)实验中要保证装置气密性良好，检验其气密性操作应该在____。

a.步骤(一)(二)之间 b.步骤(二)(三)之间

(2)装置A的烧杯中玻璃仪器的名称是____。

(3)加入稀硝酸，排除U型管左端管内空气的操作是________。

(4)步骤(三)中“进行适当的操作”是打开止水夹____(填写序号)，并用洗耳球在U型管右端导管口挤压空气进入。

(5)在尾气处理阶段，使B中广口瓶内气体进入烧杯中的操作是____。尾气中主要含有NO2和空气，与NaOH溶液反应只生成一种盐，则离子方程式为 ___。

(6)某同学发现，本实验结束后硝酸还有很多剩余，请你改进实验，使能达到预期实验目的，反应结束后硝酸的剩余量尽可能较少，你的改进是_____。

Answer 1

【答案】a 球形干燥管 加入硝酸时，不断向左端倾斜U型管 ②③ 打开止水夹④，关闭止水夹②，并将洗耳球尖嘴插在止水夹③处的导管上，打开止水夹挤压洗耳球 4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O 取少量的稀硝酸和四氯化碳注入U型管中

【解析】

(1)气密性检验在连接好装置之后，加药品之前；

(2)根据装置的形状分析判断；

(3)根据实验的目的分析；

(4) 使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中，必须保持气流畅通；

(5)尾气处理阶段需要让氮氧化物进入氢氧化钠溶液中，必须打开止水夹④，并关闭②，并将气体压入装置A；根据反应物主要是NO2和O2，产物只有一种盐，说明只有NaNO3。

(6)要考虑硝酸浓度越低，反应越慢，该反应又没有加热装置，不可取，最好是放入四氯化碳，密度比硝酸溶液大，且难溶于水，反应后通过分液便于分离。

(1)气密性检验在连接好装置之后，加药品之前，故答案选a；

(2)根据装置中仪器的形状，可以判定该装置为球形干燥管或干燥管；

(3)根据实验目的是铜和稀硝酸反应的性质实验，加入硝酸时，不断向左端倾斜U型管；

(4)使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中，必须保持气流畅通，气体若进入三孔洗气瓶，在需要打开②③，只打开②，气体也很难进入，因为整个体系是密封状态，需用洗耳球尖嘴插在止水夹③处的导管上，打开止水夹挤压洗耳球；

(5)尾气处理阶段需要让氮氧化物进入氢氧化钠溶液中，必须打开止水夹④，并关闭②，并通过③通入空气，排出氮氧化物；根据反应物主要是NO2和O2，产物只有一种盐，说明只有NaNO3，方程式为：4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O；

(6)硝酸浓度越低，反应越慢，该反应又没有加热装置，最好是放入四氯化碳，密度比硝酸溶液大，且难溶于水，反应后通过分液便于分离,则改进的方法为取少量的稀硝酸和四氯化碳注入U型管中，二者不互溶，可填充U型管的空间不改变硝酸的浓度。