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銅與濃硝酸的反應實驗裝置

發布時間:2023-03-03 20:04:06

Ⅰ 銅與硝酸實驗

1.銅與濃硝酸反應:
Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
在加熱條件下,生成硝酸銅、二氧化氮和水

2.銅與稀硝酸反應:
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
在加熱條件下,生成硝酸銅、一氧化氮和水

銅和濃硝酸反應實驗的改進

銅和濃HNO3的反應實驗是高中化學第一冊第六章中講述硝酸氧化性時的一個重要演示實驗,同時也是教學大綱要求學生必須掌握的實驗之一。所以銅與濃硝酸(HNO3)反應的原理、操作和實驗結論在理解、掌握硝酸氧化性時具有重要意義。

教材上對此實驗是單純的在試管中進行的,產生的有毒氣體二氧化氮( NO2)逸散到空氣中,會造成嚴重的環境污染。實驗時反應物用量過大產生的大量NO2氣體讓學生和教師難於忍受。為了防止以上弊端,加強環境保護,對本實驗的演示操作進行改進顯得很有必要。改進後,現象明顯、效果良好,也達到了環保要求,保障了人體的安全。

一、實驗改進一

操作裝置圖如圖1所示。

http://www.yaohua.org/teacher/haoyuanqing/html/shitishiyan/%CD%AD%BA%CD%C5%A8%CF%F5%CB%E1%B7%B4%D3%A6%CA%B5%D1%E9%B5%C4%B8%C4%BD%F8.htm(詳見此網頁)

1.所用的儀器和葯品

有側孔的試管、大罐頭瓶、單孔大膠塞、膠塞、石蕊試液、濃硝酸、銅片。

2.操作過程及方法

a.向瓶中注入 3 cm~5 cm深的NaOH溶液,並加2~3滴酚酞試液,溶液變紅,蓋好帶有側孔的膠塞。

b.向試管中放進 3g銅片,再加入 5 mL濃HNO3後,即用橡膠塞塞緊試管口。

可以看到試管內發生劇烈的反應,產生的紅棕色氣體不斷從試管側孔進入瓶中,反應完畢後,待幾分鍾發現瓶中的氣體顏色由深變淺,直至變為無色,瓶中的溶液顏色逐漸變淡甚至達到無色。

3.幾點說明

a.整個裝置必須氣密性好。

b.試劑的用量不宜過多。

C.試管內的NO2可在清洗前顛倒瓶子,讓液體從側管進入試管而被吸收。

二、實驗改進二

此改進是在改進裝置一的基礎上進行的操作裝置圖如圖2所示。

1.所用的儀器和葯品

試管、分液漏斗、雙孔膠塞、導氣管、燒杯、濃硝酸、銅片、紫色石蕊試液。

2.操作過程及方法

a.先往試管里放入3 g銅片(Cu)、塞緊帶有分液漏斗及導氣管的雙孔膠塞,往分液漏斗里加入濃HNO3,將導氣管出口插入燒杯里的NaOH溶液中。

b.調節分液漏斗活塞滴入適量濃HNO3。

可看到試管內的Cu片與滴下的濃HNO3劇烈反應,產生紅棕色的氣體充滿試管並從導氣管口排出而被燒杯中的NaOH溶液吸收。反應完畢後可往分液漏斗中加進NaOH溶液使試管中的NO2氣體充分被吸收。

改進後的實驗操作能有效的控制反應物濃HNO3的量,能利用裝置充分吸收反應產物NO2氣體,從而有效地防止了有毒氣體NO2向大氣中的排放,讓學生從化學實驗中受到了環境教育,提高了環保意識。同時也加深了學生對實驗的理性認識,開拓了視野,從培養學生的創造力角度提供了範例。

Ⅱ 某化學小組設計如下裝置,探究銅和一定量的濃hno3反應是否有no生成

某化學小組設計如下裝置,探究銅和一定量的濃hno3反應是否有no生成
(1)將銅粉分散在石棉絨中可以增大銅粉與氧氣的接觸面積,加快反應速率使反應更充分,故答案為:增大銅粉與氧接觸面積,使反應迅速、充分;
(2)氣球中的空氣成分主要是氧氣、氮氣、二氧化碳、水蒸氣等,通過氫氧化鈉溶液除去二氧化碳,通過濃硫酸除去水蒸氣;C裝置是反應掉空氣中的氧氣,所以進入D裝置的氣體主要是氮氣,試管體積為50ml,進入的氮氣體積為50ml,通入氮氣目的是把試管中的空氣排凈,避免生成的一氧化氮氣體被氧氣氧化為二氧化氮,無法驗證銅和濃硝酸反應產物中 有一氧化氮氣體生成,依據氣體流向,開關操作是關閉K3,打開K1、K2,讓氮氣把試管中的空氣趕凈,更好的利用後續試驗測定氣體體積和驗證一氧化氮氣體的生成,
故答案為:N2;排出D中的空氣;關閉K3 ;打開K1、K2;
(3)關閉K1、K2,打開K3,由分液漏斗向D中滴加濃硝酸,一定發生的反應是銅和濃硝酸反應生成硝酸銅二氧化氮和水,可能發生的反應是濃硝酸變稀後和銅的反應生成硝酸銅一氧化氮和水;D中一定發生反應的離子方程式:Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O;通過分液漏斗向D中加入CCl4至滿,因為氮氣和氮氧化物不溶於四氯化碳,是為了把氮氣和生成的氣體全部排入到E裝置吸收,故答案為:Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O;
(4)DEF在關閉K3後裝置是一套氣密性完好的裝置,若E中出現倒吸,可以調節F中量氣管的液體高度改變壓強,向下調節量氣管,使E中的壓強減少,防止液體進入E發生倒吸,或直接關閉K3,不讓液體進入E裝置,故答案為:向下調節量氣管(或及時關閉K3);
(5)Ⅰ、E裝置所得溶液調節為100ml,取出25.00mL,加兩滴酚酞,用0.1000mol•L-1的NaOH溶液滴定,當滴定完成後消耗NaOH溶液18.00mL,可以利用酸鹼恰好反應的定量關系計算即:
設硝酸濃度為C,發生的反應實質是H++OH-=H2O,25.00mL×C=18.00mL×0.1000mol•L-1,C=0.0720mol/L,故答案為:0.0720;
Ⅱ、通過計算分析判斷,E裝置中生成的硝酸溶液體積為100ml,濃度為0.0720mol/L,所以生成硝酸物質的量為0.0072mol,根據化學方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO,生成的一氧化氮氣體物質的量為0.0036mol,在標准狀況下的體積=0.0036mol×22.4L/mol=0.08064L=80.64ml,加上原來試管中的氮氣50ml,共計130.64ml,小於題干中實驗測得的氣體體積139.00ml.說明銅和濃硝酸反應的過程中生成二氧化氮氣體同時也生成了一氧化氮氣體,
故答案為:有;E裝置中生成100mL、0.0720 mol•L-1硝酸時產生的NO約為80.6 mL,而試管中原有50 mL N2,二者之和小於139.00mL,說明生成NO2的同時有NO生成.

Ⅲ 銅和濃硝酸反應裝置圖

(1)硝酸具強氧化性,能把不活潑的金屬銅氧化成銅離子,同時被還原成二氧化氮.
故答案為:Cu+4HNO 3 (濃)=Cu(NO 3 2 +2NO 2 ↑+2H 2 O.
(2)試管內的溶液是硝酸銅溶液,銅與濃硝酸反應後溶液顏色呈現綠色.原因是產生的紅棕色二氧化氮氣體一部分溶解在溶液中呈黃色,而溶液中[Cu(H 2 O) 4 ] 2+ 呈藍色,兩者的混合色為綠色;
試管內液體上方的氣體是二氧化氮,二氧化氮呈紅棕色,所以試管內液體上方的氣體呈紅棕色;
二氧化氮氣體和水反應生成無色氣體NO,3NO 2 +H 2 O=2HNO 3 +NO,所以集氣瓶內收集到的氣體呈無色.
故答案為:綠;紅棕;無.
(3)從分液漏斗處向試管內加入蒸餾水,二氧化氮氣體和水反應,溶液呈現銅離子的顏色,所以試管內液體是藍色;
3NO 2 +H 2 O=2HNO 3 +NO,NO是無色的,所以試管內液體上方氣體呈無(或紅棕色變淺)色.
故答案為:藍;無(或紅棕色變淺).

Ⅳ 如圖甲是課本中驗證銅和濃硝酸反應的裝置,乙、丙是師生對演示實驗改進後的裝置:(1)甲、乙、丙三個裝

(1)甲、乙、丙三個裝置中共同的一個反應是濃硝酸與銅片反應或是濃硝酸與銅絲反應,即Cu+4HNO3═Cu(NO32+2NO2↑+2H2O,故答案為:Cu+4HNO3═Cu(NO32+2NO2↑+2H2O;
(2)甲、乙兩個裝置的差異在於:甲裝置銅與濃硝酸反應使用的是銅片直接與濃硝酸反應,而乙裝置則是可移動的銅絲與濃硝酸反應,其優點為便於控制,需要時插入酸液就反應,不需要時從酸液中移出即可;甲裝置沒有處理NO2污染的裝置,而乙裝置用氫氧化鈉溶液吸收產生的NO2,能防止空氣污染.故答案為::可隨用隨制;二氧化氮被吸收,防止污染環境.
(3)要使NO2充滿試管②,就不能讓NO2進入燒杯中與水反應,即必須關閉彈簧夾c,且打開彈簧夾a、b,使NO2經過試管②,利用NO2的密度比空氣大來用向上排空氣法收集NO2
故答案為:C;a,b;
(4)欲使燒杯中的水進入試管②,就必須打開c,關閉a和b,且要讓NO2與燒杯中的水接觸發生反應3NO2+H2O=2HNO3+NO,即須增大試管②的壓強,把NO2排入燒杯,可用熱毛巾捂住試管②.故答案為:關閉ab打開c用熱毛巾捂試管.

Ⅳ 銅與濃硝酸製取二氧化碳的實驗裝置

CD都是要加熱的,所以裝置是一個試管加一個橡皮塞和導管酒精燈
A,如果用上述裝置,碳酸氫鈉會分解,達不到除去雜質的目的
B,銅和濃硝酸反應,不需要加熱,所以不能用上述裝置,而且這是固體和液體反應,裝置應用啟譜發生器

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