为了研究铜与硝酸反应,化学兴趣小组设计了如下实验装置,其中a、b、c是活塞.
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  • 解题思路:(1)形成密闭体系,通过改变压强,形成压强差,观察液面变化来看气密性;

    (2)按图装药品后,如果开启a和c,关闭b,铜和稀硝酸反应生成一氧化氮气体,一氧化氮易和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮为红棕色气体;

    (3)浓硝酸和铜反应生成二氧化氮气体,二氧化氮和水反应生成无色的一氧化氮气体;

    (4)要保持Ⅱ里的气体始终保持无色,应保证没有氧气,故应把装置里的空气排净,利用Ⅲ装置反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰;

    (5)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.

    (1)开a、b、c,在两边的长颈漏斗中加水浸没端口,然后关c,形成密闭体系,继续加水,在长颈漏斗的颈部保留一段水柱,形成液面差,观察水柱液面,如果液面不下降,则气密性好,否则,气密性不好;

    故答案为:开a、b、c,在两边的长颈漏斗中加水浸没端口,然后关c,继续加水,在长颈漏斗的颈部保留一段水柱,观察水柱液面,如果液面不下降,则气密性好.

    (2)按图装药品后,如果开启a和c,关闭b,铜和稀硝酸反应生成一氧化氮气体,离子反应为3Cu+2NO3-+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O,故Ⅱ中有气泡冒出,一氧化氮易和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮为红棕色气体,故液面上出现红棕色气体;

    故答案为:导管口有气泡冒出,液面上气体转化为红棕色;

    (3)因铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水,其离子反应为Cu+2NO3-+4H+═Cu2++2NO2↑+2H2O,故观察到Ⅱ里没入水中的导管有气泡冒出,导管内气体呈红棕色,红棕色的NO2与水反应生成无色的NO气体.3NO2+H2O=2HNO3+NO,故液面上气体为无色,

    故答案为:铜与浓硝酸反应的离子反应为Cu+2NO3-+4H+═Cu2++2NO2↑+2H2O,故导管内气体呈红棕色,红棕色的NO2与水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,故液面上气体为无色;

    (4)要保持Ⅱ里的气体始终保持无色,应保证没有氧气,故应把装置里的空气排净,利用Ⅲ装置反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰;关a开b、c,碳酸钙和盐酸反应的离子方程式为CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O,产生的气体把II中的空气全部排出后,关b开a、c.

    故答案为:关a开b、c,经过一定的时间,待II中的空气全部排出后,关b开a、c;

    (5)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

    解得x=

    V×21%

    22.4

    3=0.0125Vmol,根据c=[0.0125vmol/VL]=0.0125mol•L-1

    故答案为:0.0125mol•L-1

    点评:

    本题考点: 性质实验方案的设计.

    考点点评: 本题考查性质实验方案的设计,为高频考点,把握实验装置的作用、发生的反应及NO易被氧化为解答的关键,侧重分析能力与实验能力的综合考查,题目难度中等.