Question

某同学利用下列装置实现铜与浓硝酸、稀硝酸反应，过程如图所示：
I． 取一段铜丝，用稀硫酸除去铜锈[主要成分是Cu₂（OH）₂CO₃]．
Ⅱ．将洗涤后的铜丝做成匝数较多的螺旋状．
Ⅲ．按如图所示装置连接仪器、检查气密性、装入化学试剂．
（1）过程I发生反应的离子方程式是______．
（2）写出过程Ⅲ中检查气密性的方法______．
（3）过程Ⅲ的后续操作如下：
①打开止水夹a和b，轻推注射器，使浓硝酸与铜丝接触，观察到的现象是______，一段时间后使反应停止的操作是______，关闭a，取下注射器．
②打开b和分液漏斗活塞，当玻璃管充满稀硝酸后，关闭b和分液漏斗活塞，打开a，观察到有气泡产生．稀硝酸充满玻璃管的实验目是______，该反应的离子方程式是______．
（4）另取3支盛满NO₂气体的小试管分别倒置在盛有常温水、热水和冰水的3只烧杯中，发现液面上升的高度明显不一致．结果如表所示（忽略温度对气体体积的影响）：

实验编号	水温/℃	液面上升高度
1	25	超过试管的
2	50	不足试管的
3	0	液面上升超过实验1

①根据上表得出的结论是温度越______（填“高”或“低”），进入试管中的溶液越多．
②查阅资料：
a．NO₂与水反应的实际过程为：2NO₂+H₂O=HNO₃+HNO₂　 3HNO₂=HNO₃+2NO↑+H₂O；
b．HNO₂不稳定．
则产生上述现象的原因是______．

Answer 1

解：（1）取一段铜丝，用稀硫酸除去铜锈反应生成硫酸铜二氧化碳和水，反应的离子方程式为：Cu₂（OH）₂CO₃+4H⁺═2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O，
故答案为：Cu₂（OH）₂CO₃+4H⁺═2Cu²⁺+CO₂↑+3H₂O；
（2）气密性检查是依据装置中的气体压强变化和液面变化，打开b和a，关闭分液漏斗的活塞，将左边导管插入盛水的烧杯中，轻轻拉动注射器活塞，若导管中液面上升则说明气密性好，
故答案为：打开b和a，关闭分液漏斗的活塞，将左边导管插入盛水的烧杯中，轻轻拉动注射器活塞，若导管中液面上升则说明气密性好；
（3）①打开止水夹a和b，轻推注射器，使浓硝酸与铜丝接触反应生成红棕色二氧化氮气体；一段时间后使反应停止的操作是轻轻将注射器活塞向右拉使铜丝和溶液分开，
故答案为：产生红棕色气体；轻轻将注射器活塞向右拉使铜丝和溶液分开；
②打开b和分液漏斗活塞，当玻璃管充满稀硝酸后，关闭b和分液漏斗活塞，打开a，观察到有气泡产生．稀硝酸充满玻璃管的实验目是将玻璃管中的NO₂和空气排出；稀硝酸和铜反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案为：将玻璃管中的NO₂和空气排出；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）①温度越低，液体进入试管的越多，故答案为：低；
②a．NO₂与水反应的实际过程为：2NO₂+H₂O=HNO₃+HNO₂ 3HNO₂=HNO₃+2NO↑+H₂O；b．HNO₂不稳定．温度越低亚硝酸分解越少生成气体少，液体进入越多，
故答案为：温度低，HNO₂分解量减少，分解产生的NO气体量减少，所以进入试管的溶液多．
分析：（1）用稀硫酸除去铜锈反应生成硫酸铜二氧化碳和水；
（2）依据装置图结构和压强关系进行分析判断，气密性检查是依据装置中的气体压强变化和液面变化回答；
（3）①浓硝酸与铜丝接触反应生成红棕色二氧化氮气体；反应停止的操作是铜和浓硝酸分离；
②稀硝酸充满玻璃管的实验目是将玻璃管中的NO₂和空气排出，铜和稀硝酸反应生成硝酸铜一氧化氮和水；
（4）①依据图表数据分析温度越低进入液体越多；
②温度低，HNO₂分解量减少，分解产生的NO气体量减少．
点评：本题考查硝酸性质的分析应用，装置图的结构和反应原理分析判断是解题关键，掌握物质性质和反应现象是解题关键，题目难度中等．