Question

下图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图，请回答下列问题：

（1）铜与稀硝酸反应的化学方程式_____   _                             。

（2）学生甲用装置Ⅰ探究铜与稀硝酸反应的气体产物。实验过程在烧瓶中观察到有红棕色气体产生，在试管中收集到无色气体。  烧瓶中产生红棕色气体的原因是

                    （用方程式表示）。

（3）学生乙认为，甲用装置Ⅰ实验，无法说明问题。为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，甲设计了如图Ⅱ所示的实验装置，选择下列药品，并按下列实验步骤完成该实验。请你根据他的思路，回答下列问题：

药品：稀硝酸锌粒石灰石固体

步骤：

①检查装置的气密性

②向试管中加入一定量CaCO₃固体

③向试管中倒入过量的稀HNO₃并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞

④待反应完全后，将导管插入试管内接近液面

⑤将铜丝插入到溶液中

⑥用注射器的针头穿过橡皮塞并向试管内推入氧气（或空气）

（ⅰ）步骤②目的是                                 ；

（ⅱ）推入氧气或空气的目的是                              ；

（ⅲ）分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸和稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，某同学提出，这可能是Cu²⁺的浓度差异引起的，你同意这种看法吗？（填“同意”或“不同意”），原因是                        。

Answer

（1）3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2+ 2NO↑+ 4H2O

（2）2NO+ O2 ＝2NO2

（3）（ⅰ）排除装置中的氧气 （ⅱ）检验生成的NO气体

（ⅲ）不同意，铜片质量相同，该液体体积相同；生成的Cu2+浓度相同。

【解析】（1）硝酸就有氧化性，能把铜氧化生成硝酸铜，方程式为3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2+ 2NO↑+ 4H2O。

（2）NO极易被氧化生成红棕色NO2，方程式为2NO+ O2 ＝2NO2。

（3）①为防止NO被氧气氧化，所以必需排尽装置中的空气，乙醇利用碳酸钙和盐酸反应生成的CO2来排除装置中的氧气。

②通过氧气氧化NO来检验生成的NO气体。

③由于铜片质量相同，液体体积也相同，所以生成的Cu2+浓度相同，因此不是铜离子浓度差异引起的。