铜和稀硝酸反应实验装置

① 如图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图，请回答下列问题：（1）铜与稀硝酸反应的离子方程式______．（2）

（1）稀硝酸与铜反应的离子方程式为：2NO₃^-+3Cu+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：2NO₃^-+3Cu+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）烧瓶内含有空气，空气中内的氧气与一氧化氮容反应生成二氧化氮，所以实验装置I不能证明铜与稀硝酸反应生成的是NO气体，
故答案为：不能，烧瓶中有空气，空气中的氧气能够氧化一氧化氮生成二氧化氮；
（3）铜与稀硝酸反应生成蓝色的硝酸铜溶液，同时产生无色的一氧化氮气体，看到的现象为：铜片周围产生小气泡（或有无色气体生成）；溶液逐渐变为蓝色；
故答案为：铜片周围产生小气泡（或有无色气体生成），溶液逐渐变为蓝色；
（4）氮的氧化物有毒，直接排放到空气中能污染空气，可用氢氧化钠溶液吸收处理，
故答案为：防止注射器内氮的氧化物污染空气．

② 图1是化学研究性学习小组设计的铜与稀硝酸反应的两个实验装置图．其中装置Ⅰ为甲同学设计．（可能用到的

（1）Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，发生的离子反应为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）装置Ⅰ中利用排水法收集，因为NO₂与水反应也可产生NO：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故不能肯定生成的NO气体是来自于铜与稀硝酸反应，
故答案为：NO₂与水反应也可产生NO：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故不能肯定生成的NO气体是来自于铜与稀硝酸反应；
（3）①Cu与硝酸生成硝酸铜溶液，生成NO气体，NO与氧气反应生成二氧化氮，则观察到溶液变蓝色，烧瓶内气体由无色继而变成红色，气球变大，
故答案为：溶液变蓝色，烧瓶内气体由无色继而变成红色，气球胀大；
②气体逐渐减少，氮的氧化物转化为硝酸发生NO₂+O₂+2H₂O═4HNO₃、或4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃，
故答案为：NO₂+O₂+2H₂O═4HNO₃、或4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃；
③n（Cu）=

0.384g

64g/mol

=0.006mol，由3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O可知，被硝酸氧化的Cu为

0.01L×1.2mol/L× 1 4 ×3

2

=0.0045mol/L，
则被氧气氧化的Cu为0.006mol-0.0045mol=0.0015mol，
由2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂、
4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，
3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
总反应为2Cu+4HNO₃+O₂═2Cu（NO₃）₂+2H₂O可知，
2Cu～O₂～2CO₂，n（O₂）=0.003mol×22.4L/mol=0.0672L=67.2mL，
a中盛有标况下的空气（氧气占五分之一），烧瓶为250mL，
则氧气占（250-10）×0.25=48mL，
所以参加反应的氧气为67.2mL-48mL=19.2mL，
V（CO₂）=2×19.2mL=38.4mL，故答案为：38.4mL；
④上述过程的总反应为2Cu+4HNO₃+O₂═2Cu（NO₃）₂+2H₂O，故答案为：2Cu+4HNO₃+O₂═2Cu（NO₃）₂+2H₂O．

③ I．图1是中学教材中铜与稀硝酸反应的实验装置，请就此回答下列问题：（1）试管A中发生反应的离子方程式是

I．（）铜和硝酸反应生成硝酸铜，一氧化氮和水，所以其离子方程式为：3Cu+8H + +2NO 3 - =3Cu 2+ +2NO↑+4H 2 O， 故答案为：3Cu+8H + +2NO 3 - =3Cu 2+ +2NO↑+4H 2 O； （2）铜和硝酸反应生成铜离子进入溶液，所以看到固体溶解；铜离子在水溶液里呈蓝色，所以看到溶液呈蓝色；该反应中有一氧化氮生成，一氧化氮是无色的气体，但一氧化氮不稳定，能和空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮能和水反应生成硝酸和一氧化氮，所以看到的现象是有无色气体产生，在试管上方变为红棕色，一段时间后又变为无色． 故答案为：固体溶解，溶液变为蓝色；有无色气体产生，在试管上方变为红棕色，一段时间后又变为无色； （3）铜和硝酸反应生成的氮的氧化物有毒，不能直接排空，氮的氧化物能和碱反应，所以用氢氧化钠溶液除去产生的NO x ，防止污染空气， 故答案为：除去产生的NO x ，防止污染空气； II．（4）一氧化氮不稳定，能和空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，产生杂质干扰实验，装置中有空气，用碳酸钙固体和硝酸反应生成二氧化碳排出空气，且二氧化碳和一氧化氮不反应． 故答案为：除去装置内的空气，防止生成的NO被氧化而影响实验效果； （5）试管中充满二氧化碳，一氧化氮的密度小于二氧化碳的密度，如果导管较短，收集的一氧化氮中含有二氧化碳杂质，只有导管插入到液面，才能使密度小的NO聚集于试管内． 故答案为：因NO的密度小于CO 2 ，只有导管插入到液面，才能使密度小的NO聚集于试管内； （6）一氧化氮和二氧化碳都是无色气体，无法确认；推入氧气或空气，根据一氧化氮和氧气生成的二氧化氮颜色确认产生一氧化氮并收集． 故答案为：确认反应产生并收集了NO气体．

④ 化学课外小组同学设计了一套铜与稀硝酸反应的实验装置，如下图所示，

（1）抄3Cu +8HNO3（稀）== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
（2）U型管右端液面下降
（3）将注射器内空气压入 2NO+O2=2NO2
（4）反应在相对密闭的容器中进行，不会对环境造成污染

⑤ 下图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图，请回答下列问题：（1）铜与稀硝酸反应的离子方程式______．（2）

（1）因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，其离子反应为3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案为：3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，故答案为：不能；因为圆底烧瓶中有空气，空气中的氧气会与NO反应生成NO₂，出现红棕色；
（3）由装置可知，利用干燥管中的液面与烧杯中的液面查来检查装置的气密性，操作为关闭止水夹，将干燥管放入带有水的烧杯中，若干燥管内的液面比烧杯中的液面低，且过一段时间后干燥管内的液面位置保持不变，则表明该装置的气密性良好；用注射器慢慢抽取干燥管内的空气，则铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，可观察到铜片溶解，且表面有无色气泡产生，溶液变成蓝色，液面下降；生成的NO遇空气变为红棕色的二氧化氮，则可观察到有红棕色气体产生，
故答案为：关闭止水夹，将干燥管放入带有水的烧杯中，若干燥管内的液面比烧杯中的液面低，且过一段时间后干燥管内的液面位置保持不变，则表明该装置的气密性良好；铜片溶解，且表面有无色气泡产生，溶液变成蓝色，液面下降；有红棕色气体产生；
（4）NO、NO₂都有毒，能污染环境，氮的氧化物能被NaOH溶液吸收，故答案为：防止污染环境．

⑥ 右图是铜与稀硝酸反应的实验装置图，请回答下列问题：（1）铜与稀硝酸反应的化学方程式______．（2）检验

（1）Cu与稀硝酸抄反应生成硝酸铜、NO和水，反应的化学方程式为3Cu+8HNO 3 =3Cu（NO 3 ） 2 +2NO↑+4H 2 O，故答案为：3Cu+8HNO 3 =3Cu（NO 3 ） 2 +2NO↑+4H 2 O； （2）检验装置气密性的方法：用酒精灯稍加热烧瓶，试管中冒气泡，撤掉酒精灯后，导管中上升一段液柱，表明装置不漏气，故答案为：用酒精灯稍加热烧瓶，试管中冒气泡，撤掉酒精灯后，导管中上升一段液柱，表明装置不漏气； （3）Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，所以金属铜会溶解，溶液中因为生成硝酸铜而变蓝色，一氧化氮遇到空气迅速变为红棕色的二氧化氮，故答案为：溶液变为蓝色；有红棕色气体产生．

⑦ 下图是化学研究性学习小组设计的铜与稀硝酸反应的两个实验装置图．其中装置Ⅰ为甲同学设计．请回答下列问

（1）Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，发生的离子反应为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）装置Ⅰ中利用排水法收集，因为NO₂与水反应也可产生NO：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故不能肯定生成的NO气体是来自于铜与稀硝酸反应，
故答案为：NO₂与水反应也可产生NO：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，故不能肯定生成的NO气体是来自于铜与稀硝酸反应；
（3）依据装置中气体压强变化，气球的改变判断气密性，关紧夹子，用酒精灯稍加热试管，气球鼓起，撤掉酒精灯后，气球恢复原貌，表明装置不漏气；
故答案为：关紧夹子，用酒精灯稍加热试管，气球鼓起，撤掉酒精灯后，气球恢复原貌，表明装置不漏气；
（4）问题一：用铜片反应速率较慢；措施：可以加热，或将铜片改为Cu粉加快反应速率；
故答案为：反应速率较慢；将铜片改为Cu粉；
问题二：试管中的气体是淡棕红色，而不是无色，说明装置中有空气，不改变装置前提下，可以加入碳酸盐和硝酸反应生成的二氧化碳，利用二氧化碳比空气重把空气赶出；措施：先将少量碳酸盐倒入试管，然后迅速系上装有铜片的小气球；
故答案为：先将少量碳酸盐倒入试管，然后迅速系上装有铜片的小气球；
问题三：实验污染空气，一氧化氮是污染性气体不能排放到空气中；措施：连接导管，将导管插入装有NaOH溶液的试管，并向试管中持续通入空气吸收生成的一氧化氮气体；
故答案为：实验污染空气，连接导管，将导管插入装有NaOH溶液的试管，并向试管中持续通入空气；

⑧ 如图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图，请回答下列问题：（1）铜与稀硝酸反应的化学方程式______．（2）

（1）因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，其离子反应为3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑专+4H₂O，
故答案为：3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（属2）因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，2NO+O₂═2NO₂；
故答案为：2NO+O₂═2NO₂；
（3）（ⅰ）一氧化氮不稳定，能和空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，产生杂质干扰实验，装置中有空气，
用碳酸钙固体和硝酸反应生成二氧化碳排出空气，且二氧化碳和一氧化氮不反应．
故答案为：除去装置内的空气，防止生成的NO被氧化而影响实验效果；
（ⅱ）一氧化氮和二氧化碳都是无色气体，无法确认；推入氧气或空气，根据一氧化氮和氧气生成的二氧化氮颜色检验生成了一氧化氮；
故答案为：检验生成的NO气体；
（ⅲ）将等质量的铜片分别与等体积、过量的浓硝酸和过量的稀硝酸反应后，所得溶液中Cu²⁺的浓度基本相等，颜色基本相同，不可能是Cu²⁺浓度差异引起的，
故答案为：不同意；铜片质量相同，该液体体积相同，生成的Cu²⁺浓度相同．

⑨ 高中化学+下图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图，请回答下列问题：

答（1）3Cu+8H（离子）+2NO3（离子）=3Cu（离子）+2NO↑+4H2O
（2）不能，该装置中原来就含有空回气，不能排除答O2对实验的影响
（3）NO
产生大量气泡，溶液变成蓝色
无色气体变成红棕色
（4）处理尾气，防止氮氧化物污染空气