某化学兴趣小组欲验证:“铜和一定量的浓硝酸反应有一氧化氮产生”.设计使用了如下装置进行实验.(假设气体体积均为标准状况,导气管中气体体积忽略不计,且忽略反应中的
题型:不详难度:来源:
某化学兴趣小组欲验证:“铜和一定量的浓硝酸反应有一氧化氮产生”.设计使用了如下装置进行实验.(假设气体体积均为标准状况,导气管中气体体积忽略不计,且忽略反应中的溶液体积变化)
试回答下列问题: (1)将铜粉分散在石棉绒中的原因是______. (2)在铜和浓硝酸反应前,挤压打气球,经A、B、C反应后,进入D中的气体主要成分是______(填化学式),通入该气体的目的是______;进行此步操作时应关闭______,打开______ (填K1、K2或K3). (3)关闭K1、K2,打开K3,由分液漏斗向D中滴加浓硝酸.待Cu和浓硝酸反应结束后,再通过分液漏斗向D中加入CCl4至满.则D中一定发生反应的离子方程式为:______. (4)若E中出现倒吸,可采取的应急操作是______. (5)I.从E装置所得溶液中取出25.00mL,加两滴酚酞,用0.1000mol•L-1的NaOH溶液滴定,当滴定完成后消耗NaOH溶液18.00mL,则E容器中所得硝酸的物质的量浓度为______ mol•L-1. Ⅱ.若实验测得F装置所收集到的气体体积为139.00mL,则铜和一定量的浓硝酸反应______(填“有”或“无”)NO生成,其依据是(请用数据和文字说明)______. |
答案
(1)将铜粉分散在石棉绒中可以增大铜粉与氧气的接触面积,加快反应速率使反应更充分,故答案为:增大铜粉与氧接触面积,使反应迅速、充分; (2)气球中的空气成分主要是氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等,通过氢氧化钠溶液除去二氧化碳,通过浓硫酸除去水蒸气;C装置是反应掉空气中的氧气,所以进入D装置的气体主要是氮气,试管体积为50ml,进入的氮气体积为50ml,通入氮气目的是把试管中的空气排净,避免生成的一氧化氮气体被氧气氧化为二氧化氮,无法验证铜和浓硝酸反应产物中 有一氧化氮气体生成,依据气体流向,开关操作是关闭K3,打开K1、K2,让氮气把试管中的空气赶净,更好的利用后续试验测定气体体积和验证一氧化氮气体的生成, 故答案为:N2;排出D中的空气;关闭K3 ;打开K1、K2; (3)关闭K1、K2,打开K3,由分液漏斗向D中滴加浓硝酸,一定发生的反应是铜和浓硝酸反应生成硝酸铜二氧化氮和水,可能发生的反应是浓硝酸变稀后和铜的反应生成硝酸铜一氧化氮和水;D中一定发生反应的离子方程式:Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O;通过分液漏斗向D中加入CCl4至满,因为氮气和氮氧化物不溶于四氯化碳,是为了把氮气和生成的气体全部排入到E装置吸收,故答案为:Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O; (4)DEF在关闭K3后装置是一套气密性完好的装置,若E中出现倒吸,可以调节F中量气管的液体高度改变压强,向下调节量气管,使E中的压强减少,防止液体进入E发生倒吸,或直接关闭K3,不让液体进入E装置,故答案为:向下调节量气管(或及时关闭K3); (5)Ⅰ、E装置所得溶液调节为100ml,取出25.00mL,加两滴酚酞,用0.1000mol•L-1的NaOH溶液滴定,当滴定完成后消耗NaOH溶液18.00mL,可以利用酸碱恰好反应的定量关系计算即: 设硝酸浓度为C,发生的反应实质是H++OH-=H2O,25.00mL×C=18.00mL×0.1000mol•L-1,C=0.0720mol/L,故答案为:0.0720; Ⅱ、通过计算分析判断,E装置中生成的硝酸溶液体积为100ml,浓度为0.0720mol/L,所以生成硝酸物质的量为0.0072mol,根据化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO,生成的一氧化氮气体物质的量为0.0036mol,在标准状况下的体积=0.0036mol×22.4L/mol=0.08064L=80.64ml,加上原来试管中的氮气50ml,共计130.64ml,小于题干中实验测得的气体体积139.00ml.说明铜和浓硝酸反应的过程中生成二氧化氮气体同时也生成了一氧化氮气体, 故答案为:有;E装置中生成100mL、0.0720 mol•L-1硝酸时产生的NO约为80.6 mL,而试管中原有50 mL N2,二者之和小于139.00mL,说明生成NO2的同时有NO生成. |
举一反三
下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是:( )
选项 | 陈述Ⅰ | 陈述Ⅱ | A | 常温下铁与浓硫酸、浓硝酸均不反应 | 可用铁槽车密封运送浓硫酸、浓硝酸 | B | H2O2、SO2都能使酸性KMnO4褪色 | H2O2表现还原性,SO2表现漂白性 | C | Al有还原性 | 利用铝热反应冶炼金属Mn | D | 将水蒸气通过灼热的铁粉,铁粉变红褐色 | 铁粉与水蒸气反应生成Fe2O3 | 下列物质与酸的反应中,酸只表现出酸性作用的是( )A.Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
| | 下列块状单质在常温时,能全部溶于足量的浓硝酸的是( )A.C | B.Ag | C.Pt | D.Fe | 一定量的金属铜投入一定量的浓硝酸中,反应后硝酸和铜均无剩余,则对反应的产物判断正确的是( )A.反应产生的还原产物是一氧化氮 | B.反应产生的还原产物是二氧化氮 | C.反应产生的还原产物既有一氧化氮又有二氧化氮 | D.反应产生的还原产物是硝酸铜 | 请分析回答某同学探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铜反应的实验中发生的有关问题. 探究上述四种酸氧化相对强弱及其与铜反应的还原产物的性质 (1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸②稀硫酸③浓硝酸④稀硝酸,能观察到随即发生剧烈反应的是(填序号,下同)______,能缓慢发生反应或微热时能发生反应的是______,加热后发生反应的是______,加热也不发生反应的是______. (2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中,可观察到的现象包括______. A.通入X气体后产生白色沉淀 B.通入X气体后溶液中无明显现象 C.通入Y气体后开始沉淀 D.通入Y气体后沉淀溶解 E.通入Y气体后溶液中无明显现象 (3)由(2)可得到的结论是______ A.HNO3的酸性比H2SO4强 B.盐酸的酸性比H2SO3强 C.BaSO3能溶于盐酸 D.HNO3能氧化H2SO3(或SO2) E.BaSO4不溶于水也不溶于HNO3溶液.
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