cu和硝酸反应实验装置

『壹』 下图甲是课本中验证铜和浓硝酸反应的装置，乙、丙是师生对演示实验改进后的装置：（1）写出铜和浓硝酸反

（1）因铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）乙装置能使反应可控制，随时可以停止，同时吸收NO₂气体，防止污染环境，
故答案为：①可以控制反应②吸收NO₂气体，防止污染环境；
（3）为了NO₂气体充满②试管，应先关闭c，然后打开a、b，故答案：关闭c；a、b；
（4）为了让二氧化氮与水接触发生反，应先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住（热水、热毛巾、加热）试管②，故答案为：先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住（热水、热毛巾、加热）试管②（合理答案均给分）；
（5）设试管的容积为VL，根据NO₂和水反应：3NO₂ +H₂O=2HNO₃ +NO

『贰』 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

（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、0.0720mol?L^-1硝酸时产生的NO约为80.6mL，而试管中原有50mLN₂，二者之和小于139.00mL，说明生成NO₂的同时有NO生成．

『叁』 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）3Cu +8HNO3（稀）== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
（2）产生无色气体，聚集在右端管口处，右端液面下降，左端液面上升
（3）推动注射器雀漏， 2NO+O2=2NO2
（4）反应在相对密闭的容器中进行此岁行，操作简单，效果明显，容易控制反应的发生。不会对环境森哗造成污染。

『肆』 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．

『伍』 如图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置，请回答问题：（1）铜与稀硝酸反应的离子方程为______（2）Ⅰ实验装

（1）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的化学方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2））Ⅰ实验装置中有有空气，弯闹盯生成的一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，排水取气法，二氧化氮和水反应生成一氧化氮不能证明铜与稀硝酸反应的产物是NO气体，
故答案为：不能，烧瓶内有空气，用排水法收集时NO和O₂反应生成NO₂，NO₂和水反应生成硝酸和一氧化氮；
（3）利用无空气条件下生成无色一氧化氮气体，用注射器抽取生成一氧化氮气体，再抽取空气观察气体颜色变化；可以证明生成的气体是一氧化氮；在烧杯中加入一埋和定体积的稀硝酸，打开止水夹，用注射器慢慢抽取干燥管内空气，稀硝酸沿着干燥管慢慢上升，直到充满整个干燥管，停止抽拉注射器，关闭止水夹，铜和稀硝酸反应，铜片上产生弯键大量无色气泡，管内液面下降，液面上有无色气体，反应停止后，打开止水夹，用注射器抽取干燥管内气体（事先己把注射器内的原有的空气推出），关闭止水夹后取下注射器，并抽取一定量的空气，无色气体一氧化氮和氧气反应迅速变为红棕色，
故答案为：NO，铜片上产生大量无色气泡，管内液面下降，液面上有无色气体；无色气体迅速变为红棕色；防止氮的氧化物污染空气；
（4）将注射器内的气体通入NaOH溶液中目的是除去氮氧化物，防止污染空气，故答案为：防止氮的氧化物污染空气．

『陆』 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；

『柒』 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．

『捌』 为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如下图所示（加热装置和固

（1）实验时，可先将B装置中CaCO₃放入硝酸中，碳酸钙和硝酸反应生成二氧化碳气体回，先排出答去其中的空气，以便在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，
故答案为：B装置中CaCO₃放入硝酸中；
（2）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO，反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）A中硝酸和铜反应生成NO，易于氧气反应，则将F气球中空气压入E中，有红棕色气体生成，如观察到红棕色，则说明生成NO而不是氢气，
故答案为：将F气球中空气压入E中，有红棕色气体生成，则说明生成NO而不是氢气．