Question

在如右图所示的实验装置中，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有铜片和浓硝酸，小烧杯外面倒扣一大烧杯，请回答下列问题：
（1）实验过程中，一定能观察到的现象有：（所需空白数可根据需要增减）
①______；②______；
③______；④______；
（2）欲使反应更快进行，应向小烧杯中加入______（填“粗铜片”或“纯铜片”），其原因是______．
（3）用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点是______．
（4）若要验证最终得到的气体中是否有NO，最简便的方法是______．若实验证明最终得到的气体中无NO，则实验结束后大烧杯中液面的变化情况是______．
（5）工业上吸收NO和NO₂的混合气体，常使用NaOH溶液．欲使NO和NO₂被充分吸收，则NO和NO₂的体积应满足______．
（NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O）
a．V（NO）＞V（NO₂）　　b．V（NO）＜V（NO₂）　　c．V（NO）≤V（NO₂）

Answer 1

解：（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和红棕色的二氧化氮气体，同业颜色为蓝色，二氧化氮气体可与水反应生成无色的一氧化氮和硝酸，
故答案为：①铜片表面产生气泡，铜片慢慢溶解；②小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色； ③大烧杯中有红棕色气体生成，后来慢慢变成无色；
（2）粗铜含有其它金属或非金属，在溶液中可形成原电池反应，反应速率增大，故答案为：粗铜片；粗铜片在反应中可形成原电池，加速反应的进行；
（3）因Cu与浓HNO₃反应生成的NO₂和间接得到的NO，都是污染性气体，必须有尾气吸收装置，对比传统实验，所以该装置最突出的优点是：没有尾气处理装置，却无氮氧化合物逸出，不污染环境，
故答案为：反应体系封闭，无氮氧化物逸出，不污染环境；
（4）一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，颜色变为红棕色，可轻轻掀起倒扣的大烧杯，放入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO气体，若实验证明最终得到的气体中无NO，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，压强减小，则实验结束后大烧杯中液面上升，
故答案为：轻轻掀起倒扣的大烧杯，放入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO气体；液面上升；
（5）因2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，观察两个方程式，则只要NO₂气体比NO多，则混合气体就能够被NaOH溶液完全吸收，所以V（NO₂）：V（NO）≥1，故答案为：C．
分析：（1）该题将铜与浓硝酸反应的实验放置于新的情境中，除要掌握基本的铜与浓硝酸反应前后铜片的变化、溶液颜色的变化，气体颜色的描述，还要注意生成的NO₂要与水反应产生NO，则随后气体颜色变浅，大烧杯内压强减小，则水面略有上升，水槽中的水面将稍有下降；
（2）为使反应速率加快，则可用粗铜，形成原电池；
（3）因Cu与浓HNO₃反应生成的NO₂和间接得到的NO，都是污染性气体，必须有尾气吸收装置，对比传统实验，所以该装置最突出的优点是：没有尾气处理装置，却无氮氧化合物逸出，不污染环境；
（4）验证NO 气体存在的简单方法就是让其接触空气，观察气体颜色的变化，所以可轻轻掀起倒扣的大烧杯，放入适量的空气，观察是否有红棕色气体生成；
（5）因2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，观察两个方程式，则只要NO₂气体比NO多，则混合气体就能够被NaOH溶液完全吸收，所以V（NO₂）：V（NO）≥1．
点评：本题综合考查氮氧化物的性质实验涉及，注意分析实验现象要从导致产生实验现象的物质开始分析，如从小烧杯发生的反应到产生气体颜色的变化，再到烧杯内液面高度的改变，逐一分析，才能做到全面分析，题目难度中等．