解题思路:(1)根据金属铜和硝酸的反应情况来书写方程式;
(2)根据一氧化氮和二氧化氮的性质结合大气压强原理来解释;
(3)一氧化氮不和氧气结合即可避开变为二氧化氮的可能;
(4)①根据实验装置的工作原理来判断反应的发生和结束情况;
②一氧化氮和氧气反应生成硝酸的反应为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,根据公式c=[n/V]来计算浓度;
③根据装置特点对比来确定反应的优缺点.
(1)金属铜能和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,即3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,
故答案为:3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(2)根据一氧化氮易和氧气反应的性质,可以得出:由于反应开始时产生的NO与烧瓶内空气中O2作用生成NO2,NO2溶于水并与水反应使装置内气压减小,水倒吸入至一定高度后,当烧瓶中的氧气全部消耗后,生成的NO排出导管口,即有气泡产生,
故答案为:由于反应开始时产生的NO与烧瓶内空气中O2作用生成NO2,NO2溶于水并与水反应使装置内气压减小,水倒吸入至一定高度后,当烧瓶中的氧气全部消耗后,生成的NO排出导管口,即有气泡产生;
(3)①一氧化氮不和氧气结合的途径是先关闭a,开启b和c一段时间,再关b开a,
故答案为:先关闭a,开启b和c一段时间,再关b开a;
②一氧化氮和氧气反应生成硝酸的反应为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,设生成硝酸的物质的量为x,则
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4 3 4
[V×21%/22.4] x
则[3
21%V/22.4=
4
x],解得x=0.0125Vmol,根据c=[n/V],则硝酸的浓度是0.0125mol•L-1,故答案为:0.0125mol•L-1;
(4)①硝酸与铜丝脱离接触时,反应即刻停止,此时在U形管短管上部(或U形管左管上部)察到无色的NO气体,
故答案为:硝酸与铜丝脱离接触;U形管短管上部(或U形管左管上部);
②一氧化氮极易和氧气反应生成红棕色的二氧化氮,但是氮气不具有此性质,所以可以再将分液漏斗的活塞慢慢打开,如果在分液漏斗中观察到气体由无色变为红棕色,则证明Cu与稀HNO3反应生成的气体是NO,而不是N2,
故答案为:再将分液漏斗的活塞慢慢打开,在分液漏斗中观察到气体由无色变为红棕色;
③图3装置与图1、图2装置相比,能探究出铜与稀硝酸反应生成物为NO,此外还可以验证NO被氧化成NO2的过程,
故答案为:能探究出铜与稀硝酸反应生成物为NO,且可以验证NO被氧化成NO2的过程.
点评:
本题考点: 化学实验方案的评价;硝酸的化学性质.
考点点评: 本题是一道化学实验方案评价的知识题目,考查学生分析和解决问题的能力,难度大,综合性强.