Question

【題目】有學生將銅與稀硝酸反應實驗及NO、NO2性質實驗進行改進、整合，裝置如圖(洗耳球：一種橡膠為材質的工具儀器)。

實驗步驟如下：

(一)組裝儀器：按照如圖裝置連接好儀器，關閉所有止水夾；

(二)加入藥品：在裝置A中的燒杯中加入30%的氫氧化鈉溶液，連接好銅絲，在裝置C的U型管中加入4.0 mol/L的硝酸，排除U型管左端管內空氣；

(三)發生反應：將銅絲向下移動，在硝酸與銅絲接觸時可以看到螺旋狀銅絲與稀硝酸反應產生氣泡，此時打開止水夾①，U型管左端有無色氣體產生，硝酸左邊液面下降與銅絲脫離接觸，反應停止；進行適當的操作，使裝置C中產生的氣體進入裝置B的廣口瓶中，氣體變為紅棕色；

(四)尾氣處理：氣體進入燒杯中與氫氧化鈉溶液反應；

(五)實驗再重復進行。

回答下列問題：

(1)實驗中要保證裝置氣密性良好，檢驗其氣密性操作應該在____。

a.步驟(一)(二)之間 b.步驟(二)(三)之間

(2)裝置A的燒杯中玻璃儀器的名稱是____。

(3)加入稀硝酸，排除U型管左端管內空氣的操作是________。

(4)步驟(三)中“進行適當的操作”是打開止水夾____(填寫序號)，并用洗耳球在U型管右端導管口擠壓空氣進入。

(5)在尾氣處理階段，使B中廣口瓶內氣體進入燒杯中的操作是____。尾氣中主要含有NO2和空氣，與NaOH溶液反應只生成一種鹽，則離子方程式為 ___。

(6)某同學發現，本實驗結束后硝酸還有很多剩余，請你改進實驗，使能達到預期實驗目的，反應結束后硝酸的剩余量盡可能較少，你的改進是_____。

Answer 1

【答案】a 球形干燥管 加入硝酸時，不斷向左端傾斜U型管 ②③ 打開止水夾④，關閉止水夾②，并將洗耳球尖嘴插在止水夾③處的導管上，打開止水夾擠壓洗耳球 4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O 取少量的稀硝酸和四氯化碳注入U型管中

【解析】

(1)氣密性檢驗在連接好裝置之后，加藥品之前；

(2)根據裝置的形狀分析判斷；

(3)根據實驗的目的分析；

(4) 使裝置C中產生的氣體進入裝置B的廣口瓶中，必須保持氣流暢通；

(5)尾氣處理階段需要讓氮氧化物進入氫氧化鈉溶液中，必須打開止水夾④，并關閉②，并將氣體壓入裝置A；根據反應物主要是NO2和O2，產物只有一種鹽，說明只有NaNO3。

(6)要考慮硝酸濃度越低，反應越慢，該反應又沒有加熱裝置，不可取，最好是放入四氯化碳，密度比硝酸溶液大，且難溶于水，反應后通過分液便于分離。

(1)氣密性檢驗在連接好裝置之后，加藥品之前，故答案選a；

(2)根據裝置中儀器的形狀，可以判定該裝置為球形干燥管或干燥管；

(3)根據實驗目的是銅和稀硝酸反應的性質實驗，加入硝酸時，不斷向左端傾斜U型管；

(4)使裝置C中產生的氣體進入裝置B的廣口瓶中，必須保持氣流暢通，氣體若進入三孔洗氣瓶，在需要打開②③，只打開②，氣體也很難進入，因為整個體系是密封狀態，需用洗耳球尖嘴插在止水夾③處的導管上，打開止水夾擠壓洗耳球；

(5)尾氣處理階段需要讓氮氧化物進入氫氧化鈉溶液中，必須打開止水夾④，并關閉②，并通過③通入空氣，排出氮氧化物；根據反應物主要是NO2和O2，產物只有一種鹽，說明只有NaNO3，方程式為：4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O；

(6)硝酸濃度越低，反應越慢，該反應又沒有加熱裝置，最好是放入四氯化碳，密度比硝酸溶液大，且難溶于水，反應后通過分液便于分離,則改進的方法為取少量的稀硝酸和四氯化碳注入U型管中，二者不互溶，可填充U型管的空間不改變硝酸的濃度。