Question

某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体是否为 NO，设计了如下实验。实验装置如图所示(已知 NO、NO₂ 能与 NaOH 溶液反应)：

(1)设计装置A的目的是：_____________，写出试管A中发生的离子方程式：_________。

(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热，观察到装置B中的现象是：___________；B中反应的离子方程式是：______________；

(3)将注射器F中的空气推入E中，E中的气体变为红棕色，此时发生的化学方程式： _________；

(4)D 装置的作用是：______________。

Answer

利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽，以排除对气体产物观察的干扰 CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O 铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍无色，溶液变为蓝色 3Cu+8H＋+2=3Cu2++2NO↑+4H2O 2NO+O2=2NO2 吸收NO、NO2等尾气，防止污染空气

【解析】

由实验装置及流程可知，A中发生硝酸与碳酸钙的反应生成二氧化碳，因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰；B中发生Cu与硝酸的反应生成NO、硝酸铜，E中收集到无色气体NO，利用F充入空气，可检验NO的生成；C装置可检验二氧化碳充满B、E装置；D装置为尾气处理装置，吸收氮的氧化物，防止污染空气，以此来解答。

(1)根据上述分析可知，因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的CO2将整套装置内的空气赶尽，以排除对气体产物观察的干扰，A中稀硝酸和碳酸钙反应生成硝酸钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；

(2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，其离子反应为3Cu+8H＋+2=3Cu2++2NO↑+4H2O，因此实验现象是铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍无色，溶液变为蓝色；

(3)将F中的空气推入E中，发生2NO+O2＝2NO2，E中无色气体变为红棕色，证明NO存在；

(4)NO、NO2都有毒，能污染环境，氮的氧化物能被NaOH溶液吸收，则装置D的作用为吸收多余的氮氧化物，防止污染空气。