Question

某同学设计下列实验，来研究硫酸和硝酸的性质。

实验一：在一支试管中放入一块很小的铜片，再加入2 mL浓硫酸，然后把试管固定在铁架台上。把一小条蘸有品红溶液的滤纸放入带有单孔橡皮塞的玻璃管中。塞紧试管口，在玻璃管口处缠放一团蘸有Na₂CO₃溶液的棉花。给试管加热，观察现象。当试管中的液体逐渐透明时，停止加热。待试管中的液体冷却后，将试管中的液体慢慢倒入另一支盛有少量水的试管中，观察现象。

回答下列问题：

（1）a处反应的化学方程式为________________________________，计算放出112 mL气体(标准状况)，转移电子的物质的量为________________。

（2）试管中的液体反应一段时间后，b处滤纸条的变化为________________________。

待试管中反应停止后，给玻璃管放有蘸过品红溶液的滤纸处微微加热，滤纸条的变化为__________________________________________________________________。

实验二：为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某同学设计了一个实验，其装置如下图所示(加热装置和固定装置均已略去)。A为注射器，B为两端长短不等的U形管，C是装有NaOH溶液的烧杯，D处是绕成螺旋状的铜丝，K₁、K₂是止水夹。

（1）实验时，为在D处收集到NO，以便观察颜色，必须事先在A中吸入一定量的空气。然后__________K₁(“关闭”或“打开”)，从U形管左端注入稀硝酸，当看到________________________现象可以确定U形管中空气已被赶尽。

（2）然后给装置B微微加热，在装置D处产生无色气体，其反应的离子方程式为：

________________________________________________________________________。

（3）如何证明D处聚集的是NO而不是H_2?

________________________________________________________________________。

（4）实验现象观察完毕，关闭止水夹K₁，打开止水夹K₂，在重力作用下，U形管右端的红棕色混合气体被酸液压入NaOH溶液中吸收，消除了环境污染。

Answer

实验一：（1）Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O、0.01 mol；(2)蘸有品红溶液的滤纸条褪色、滤纸变红；

实验二：(1)关闭、U形管右端稀硝酸接触胶塞；

(2)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；(3)打开止水夹K1，把注射器中的空气压入U形管中，若观察到D处气体变红棕色，则证明收集的是NO，而不是H2；

【解析】

试题分析：实验一：(1)a处是Cu和浓硫酸反应生成CuSO4和SO2，反应的方程式为：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，放出112 mL气体(标准状况)的物质的量为0.005mol，从方程式可以看出生成SO2和转移的电子的物质的量之比为1:2，所以转移的电子的物质的量为0.01mol，答案为：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O、0.01 mol；（2）SO2可以使品红褪色，试管中的液体反应一段时间后，b处滤纸条的变化为有红色变为无色，SO2使品红褪色是由于SO2与品红结合生成了一种无色的物质，不稳定加热易分解，给玻璃管放有蘸过品红溶液的滤纸处微微加热，滤纸条的变化：滤纸变红，答案为：蘸有品红溶液的滤纸条褪色 、滤纸变红；实验二：(1) 在A中吸入一定量的空气，然后关闭K1，关闭止水夹K2，使铜和稀硝酸反应生成NO，在D处收集到NO，从U形管左端注入稀硝酸，当U形管右端稀硝酸接触胶塞时，可以确定U型管中空气已被赶尽，答案为：关闭、 U形管右端稀硝酸接触胶塞；（2）Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜和NO，反应的离子方程式为：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，答案为：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；（3）NO与氧气反应生成NO2有颜色，所以打开止水夹K1，如果观察到D处产生红棕色证明D处收集到的是NO，答案为：打开止水夹K1，把注射器中的空气压入U形管中，若观察到D处气体变红棕色，则证明收集的是NO，而不是H2；

考点：考查性质实验方案设计