Question

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）写出铜和浓硝酸反应的离子方程式______．
（2）和甲装置相比，乙装置的优点有______
（3）为了进一步验证NO₂和水的反应，某学生设计了丙装置，做实验时先关闭弹簧夹______，再打开弹簧夹______，才能使NO₂气体充满②试管．
（4）当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离，欲使烧杯中的水进入②试管应如何操作______．
（5）②试管中的NO₂和水充分反应后，所得溶液物质的量浓度的最大值是______（气体体积按标准状况计算）．

Answer

（1）根据铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水；
（2）根据反应可控制，随时可以停止；根据反应无污染物
（3）根据此步骤是为了NO2气体充满②试管；
（4）让二氧化氮与水接触发生反应；
（5）根据NO2和水反应，设试管的容积为VL，求出溶质的物质的量及溶液的体积；
【解析】
（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
                                                 ×
反应后溶液中的溶质HNO3的物质的量为 ×mol，溶液的体积为V×L，
所以溶液物质的量浓度为：mol•L-1=0.045mol•L-1，
故答案为：0.045mol•L-1．