Question

【题目】某研究性学习小组设计了图1置研究硝酸的性质．
（1）实验一：甲组同学用图一装置来证实稀硝酸与铜反应生成NO．a.装置中a仪器的名称为 ．
b.加入硝酸的操作：应先活塞A，然后从右管的漏斗中向U形管中逐渐注入稀硝酸．当注满后，应活塞A，此时观察到的现象 ． 待反应一会后若打开活塞A，观察到的现象为 ．
c.若要收集NO气体，如图2收集装置中合适的是（填序号） ．
d.在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol/L、0.1mol/L向该混合液中加入1.92g铜粉，加热待充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是 ．
（2）实验二：乙组同学利用上述装置完成浓硝酸与铜的反应a.乙组同学发现实验室里有几瓶浓硝酸呈黄色，请用简单的文字和方程式解释这种现象 ．
b.同学们发现浓硝酸与铜反应后的溶液呈绿色，而不显蓝色．甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了NO2气体所致．同学们分别设计了以下3个实验来判断两种看法是否正确．这些方案中可行的是 ． （填序号，多选不给分）
①加热该绿色溶液，观察颜色变化
②加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
③向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化．

Answer 1

【答案】
（1）球形干燥管；打开；关闭；U型管左管中，铜表面有无色气体生成，液面下降，溶液逐渐变为蓝色；在干燥管中看到气体变为红棕色，左管液面上升；C、E；0.225mol/L
（2）浓硝酸受热或见光易分解产生红棕色的二氧化氮气体（4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O），该气体溶于浓硝酸中，而使溶液变为黄色；①③
【解析】解：（1）a.装置中a仪器含有典型的球泡特征，为球形干燥管，所以答案是：球形干燥管；b.加入硝酸的操作：应先打开活塞A保证U形管内压强平衡，同时把U形管左侧的空气排出，铜丝和硝酸反应，所以当注满后，应关闭活塞A，铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和无色气体一氧化氮，硝酸铜为蓝色，所以此时观察到的现象为U型管左管中，铜表面有无色气体生成，液面下降，溶液逐渐变为蓝色，待反应一会后若打开活塞A，空气进入，在干燥管中无色的一氧化氮被氧化成红棕色的二氧化氮，左管液面上升，所以答案是：打开；关闭；U型管左管中，铜表面有无色气体生成，液面下降，溶液逐渐变为蓝色；在干燥管中看到气体变为红棕色，左管液面上升；c.一氧化氮有毒且易和氧气反应生成二氧化氮，一氧化氮不和水反应，所以不能用排水法收集，应该用排水法收集，排水装置中，气体的进出口符合“短进长出”的原则，故CE符合，所以答案是：C、E；d.1.92g的铜的物质的量n（Cu）= =0.03mol，混合酸中n（H+）=0.4mol/L×0.1L+0.1mol/L×2×0.1L=0.06mol，n（NO3﹣）=0.4mol/L×0.1L=0.04mol，由3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O可知，Cu与NO3﹣过量，H+不足，氢离子的物质的量进行计算，设产生的铜离子的物质的量为x moL， 3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O
8 3
0.06 x
= ，x=0.0225mol，
c（Cu2+）= =0.225mol/L，
所以答案是：0.225mol/L；（2）a.浓硝酸不稳定，受热或见光分解产生的红棕色二氧化氮溶解其中呈黄色，反应方程式为4HNO3（浓） 4NO2↑+O2↑+2H2O，所以答案是：浓硝酸受热或见光易分解产生红棕色的二氧化氮气体（4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O），该气体溶于浓硝酸中，而使溶液变为黄色；b.加热绿色溶液，气体的溶解量减小，能改变溶液中溶解气体的量，故①正确，而加水稀释绿色溶液，由于溶液浓度变小，溶液的颜色会变化，而且加水后气体的溶解量加大，溶液的颜色也会发生变化，故不能进行判断，故②错误，向该绿色溶液中通入氮气，氮气难溶于水，通入氮气可以带走二氧化氮气体，由于溶液浓度变小，溶液的颜色会变化，可以证明该溶液中是否为溶解了NO2气体所致，故③正确，
所以答案是：①③．