Question

为研究硝酸的性质设计并完成如下实验：

a、某兴趣小组设计如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。

(1)实验前，关闭活塞 b，试管 d 中加水至浸没长导管口，塞紧试管 c 和 d 的胶塞，加热 c，其目的是__________

(2)在 d 中加适量 NaOH 溶液，c 中放一小块铜片，由分液漏斗 a 向 c 中加入2mL 浓硝酸，c 中反应的离子方程式___________________________________________；再由 a 向 c 中加 2mL 蒸馏水、写出 c 中可能进行的两个反应的化学方程式_______________________________________；________________________________________．

b、室温下，将铁片分别置于适量的稀 HNO₃ 和浓 HNO₃ 中(如图所示)。

(1)气球的作用是_____________________________________

(2)A中溶液最终变为浅绿色，发生反应的离子方程式是______________________

(3)B 中无明显变化，该同学进一步探究如下：假设①常温下铁与浓硝酸不反应。②_______________________

进行实验：将 B 中的铁片取出并洗净后，放入 CuSO4 溶液中，无明显变化， 则说明假设①_____________(填“成立”或“不成立”)。

Answer

检查装置气密性 Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)+2NO↑+4H2O 3NO2+H2O=NO+2HNO3 收集产生的气体，防止造成空气污染 3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O 常温下铁遇浓硝酸，会在铁表面产生一层致密氧化膜，阻碍反应进一步进行 不成立

【解析】

a．(1)实验前要检查装置气密性；

(2)铜与浓硝酸反应得到硝酸铜、二氧化氮和水；二氧化氮能与水反应生成硝酸和一氧化氮；

b．(1)氮的氧化物属于有毒气体，要尾气处理；

(2)稀硝酸与铁反应生成硝酸亚铁、NO和水；

(3)Fe在常温下遇到浓硝酸会钝化；与硫酸铜溶液不反应，说明铁的表面生成了氧化膜。

a．(1)实验前要检查装置气密性，这是检查装置气密性的常见方法；

(2)铜与浓硝酸反应得到硝酸铜、二氧化氮和水，方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，则对应离子反应方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；由a向c中加2mL蒸馏水，浓硝酸被稀释，Cu和稀硝酸反应生成NO，同时二氧化氮能与水反应生成硝酸和一氧化氮，发生反应的化学方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)+2NO↑+4H2O、3NO2+H2O=NO+2HNO3；

b．(1)Fe与浓HNO3和稀HNO3反应分别生成二氧化氮和一氧化氮，氮的氧化物属于有毒气体，会污染空气，要尾气处理，所以用气球收集气体目的是防止污染空气；

(2)稀硝酸与铁反应生成硝酸亚铁、NO和水，其反应的离子方程式为：3Fe+8H++2NO3-═3Fe2++2NO↑+4H2O；

(3)B中无明显变化，因为Fe在常温下遇到浓硝酸会钝化，不能反应生成二氧化氮气体，所以没有明显现象；将B中的铁片取出并洗净后，放入CuSO4溶液中，与硫酸铜溶液不反应，说明铁的表面生成了氧化膜，因此 证明了浓硝酸将铁片表面氧化形成致密的氧化膜，则假设①不成立。