Question

某化学小组设计实验，探究“NO₂是否能与炽热的铜反应生成氧化铜和氮气”。

已知：①NO和FeSO₄溶液反应：NO+FeSO₄=FeSO₄·NO(棕色)

②酸性KMnO₄溶液吸收NO生成NO和Mn²⁺

③Cu₂O在酸性条件下能发生反应：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O

设计实验所需装置如图所示(每个装置中液态试剂均足量，且不考虑A装置挥发出的硝酸对后续装置的影响)。

回答下列问题：

（1）该实验装置较复杂，检查气密性时采用分段检查的方法，请写出A装置气密性的检验方法___。

（2）该实验装置的连接顺序为：___（填装置字母代号），C装置中盛装试剂是___（填名称）。

（3）开始实验先引发A中反应，一段时间后再点燃D处酒精灯，这样操作的目的是___。

（4）实验过程中观察到下列现象，请回答：

①B中浅绿色溶液变棕色得出实验结论是___

a.二氧化氮与铜反应的还原产物一定有NO

b.二氧化氮与铜反应的还原产物一定无NO

c.二氧化氮与铜反应的还原产物可能有NO

②E中有明显现象，该现象是___，写出发生反应的离子方程式___。

（5）当D中铜粉完全反应时冷却至室温，停止A中反应，测得反应后D中固体粉末质量为ag，

①当a=___(用含m的代数式表示)时，铜被氧化的产物全部是CuO；

②设计最简单的实验方案，验证反应后D中固体是否含有Cu₂O___（试剂选任）

Answer

在分液漏斗中注入适量水，关闭止水夹，打开分液漏斗活塞，如果滴入少量水后很快停止流下，则说明装置气密性良好 ACDBE 浓硫酸 排出装置中的空气，防止氧气和铜发生反应 c 溶液紫色变浅 3+4H++5NO=3Mn2++5+2H2O 1.25m或 取少量反应后固体溶于足量稀硫酸中，如果溶液中有红色固体，则说明固体中含有Cu2O

【解析】

(2)A中浓硝酸与Cu反应生成二氧化氮，C中盛放浓硫酸干燥二氧化氮，再通入D中反应，用硫酸亚铁溶液检验有NO生成，用酸性高锰酸钾溶液吸收NO；

(3)由于装置中有空气，空气中氧气在加热条件下会与Cu反应影响实验；

(4)①NO和FeSO4溶液反应使溶液呈棕色，过量的二氧化氮在溶液中会将亚铁离子氧化为铁离子使溶液呈棕色；

②酸性KMnO4溶液吸收NO生成和Mn2+；

(5)①Cu转化为CuO，利用Cu原子守恒计算CuO的质量；

②当铜粉完全反应后，反应后的固体成分：①只有CuO、②只有Cu2O、③CuO和Cu2O，可以用酸与Cu2O反应生成Cu进行检验是否含有Cu2O。

(1) 若A装置气密性较好，则装置内外的大气压相等，检验方法：在分液漏斗中注入适量水，关闭止水夹，打开分液漏斗活塞，如果滴入少量水后很快停止流下，则说明装置气密性良好；

(2) A中浓硝酸与Cu反应生成二氧化氮，C中盛放浓硫酸干燥二氧化氮，再通入D中反应，用硫酸亚铁溶液检验有NO生成，用酸性高锰酸钾溶液吸收NO，该实验装置的连接顺序为：ACDBE；C为干燥气体装置，故选用浓硫酸来干燥，答案为：ACDBE；浓硫酸；

(3) 由于装置中有空气，空气中氧气在加热条件下会与Cu反应影响实验。开始实验，先引发A中反应，用生成的二氧化氮排出装置内空气，再点然D处酒精灯，故答案为：排出装置内空气，防止氧气和铜发生反应；

(4)①NO和FeSO4溶液反应使溶液呈棕色，过量的二氧化氮在溶液中会将亚铁离子氧化为铁离子使溶液呈棕色，B中浅绿色溶液变棕色，得出实验结论是：NO2的还原产物可能有NO，故答案为：c；

②酸性KMnO4溶液吸收NO生成NO3-和Mn2+，紫红色溶液变无色，反应离子方程式为：3+4H++5NO=3Mn2++5+2H2O，故答案为：溶液紫色变浅；3+4H++5NO=3Mn2++5+2H2O；

(5)①Cu转化为CuO，根据Cu原子守恒：，，故答案为：；

②当铜粉完全反应后，反应后的固体成分：①只有CuO、②只有Cu2O、③CuO和Cu2O，可以用酸与Cu2O反应生成Cu进行检验是否含有Cu2O，故验证是否含有Cu2O的方法：取少量反应后固体溶于足量稀硫酸中，如果溶液中有红色固体，则说明固体中含有Cu2O。