在如右图所示的实验装置中,盛有足量水的水槽里放两个烧杯,小烧杯里放有铜片和浓硝酸,小烧杯外面倒扣一大烧杯,请回答下列问题

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  • 解题思路:(1)该题将铜与浓硝酸反应的实验放置于新的情境中,除要掌握基本的铜与浓硝酸反应前后铜片的变化、溶液颜色的变化,气体颜色的描述,还要注意生成的NO2要与水反应产生NO,则随后气体颜色变浅,大烧杯内压强减小,则水面略有上升,水槽中的水面将稍有下降;

    (2)为使反应速率加快,则可用粗铜,形成原电池;

    (3)因Cu与浓HNO3反应生成的NO2和间接得到的NO,都是污染性气体,必须有尾气吸收装置,对比传统实验,所以该装置最突出的优点是:没有尾气处理装置,却无氮氧化合物逸出,不污染环境;

    (4)验证NO 气体存在的简单方法就是让其接触空气,观察气体颜色的变化,所以可轻轻掀起倒扣的大烧杯,放入适量的空气,观察是否有红棕色气体生成;

    (5)因2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,观察两个方程式,则只要NO2气体比NO多,则混合气体就能够被NaOH溶液完全吸收,所以V(NO2):V(NO)≥1.

    (1)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和红棕色的二氧化氮气体,同业颜色为蓝色,二氧化氮气体可与水反应生成无色的一氧化氮和硝酸,

    故答案为:①铜片表面产生气泡,铜片慢慢溶解;②小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色; ③大烧杯中有红棕色气体生成,后来慢慢变成无色;

    (2)粗铜含有其它金属或非金属,在溶液中可形成原电池反应,反应速率增大,故答案为:粗铜片;粗铜片在反应中可形成原电池,加速反应的进行;

    (3)因Cu与浓HNO3反应生成的NO2和间接得到的NO,都是污染性气体,必须有尾气吸收装置,对比传统实验,所以该装置最突出的优点是:没有尾气处理装置,却无氮氧化合物逸出,不污染环境,

    故答案为:反应体系封闭,无氮氧化物逸出,不污染环境;

    (4)一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,颜色变为红棕色,可轻轻掀起倒扣的大烧杯,放入适量的空气,若有红棕色气体生成,则证明最终气体生成物为NO气体,若实验证明最终得到的气体中无NO,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,压强减小,则实验结束后大烧杯中液面上升,

    故答案为:轻轻掀起倒扣的大烧杯,放入适量的空气,若有红棕色气体生成,则证明最终气体生成物为NO气体;液面上升;

    (5)因2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,观察两个方程式,则只要NO2气体比NO多,则混合气体就能够被NaOH溶液完全吸收,所以V(NO2):V(NO)≥1,故答案为:C.

    点评:

    本题考点: 性质实验方案的设计;硝酸的化学性质;氮的氧化物的性质及其对环境的影响.

    考点点评: 本题综合考查氮氧化物的性质实验涉及,注意分析实验现象要从导致产生实验现象的物质开始分析,如从小烧杯发生的反应到产生气体颜色的变化,再到烧杯内液面高度的改变,逐一分析,才能做到全面分析,题目难度中等.