Question

用圖中的簡(jiǎn)易裝置可以進(jìn)行氣體的發(fā)生和收集。

（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)如何檢查該裝置的氣密性？

答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   。

（2）拔開試管a的橡皮塞，加入10 mL 6 mol·L^－1稀HNO₃和1 g薄銅片，立即將帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口。反應(yīng)開始時(shí)速度緩慢，逐漸加快。請(qǐng)寫出在試管a中所發(fā)生的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式。

答：　　　　　　　　　　　　　　    　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

（3）從反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束，預(yù)期在試管a中可觀察到哪些現(xiàn)象？請(qǐng)依次逐一寫出。

答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

（4）在反應(yīng)開始時(shí)，可觀察到導(dǎo)管b中的水面先沿導(dǎo)管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有氣泡從管口冒出，試說明反應(yīng)開始時(shí)，導(dǎo)管水面先上升的原因。

答：　　　　　　　　　　　　   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   。

（5）試管c收集滿氣體后，用拇指堵住管口，取出水槽，將管口向上，松開拇指，片刻后，再次堵住管口，將試管又再倒置于水槽中，松開拇指，此時(shí)可觀察到什么現(xiàn)象？

答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）把導(dǎo)管b的下端浸入水中，用手緊握焐熱試管a，導(dǎo)管口會(huì)有氣泡冒出：松開手后，一段水柱又回升到導(dǎo)管b中。 （2）①3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O  ②2NO＋O2=2NO2 （3）①銅片和稀HNO3反應(yīng)，有無色氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)速率開始緩慢，逐漸加快。 ②試管上部空間由無色變紅棕色，又變無色 ③試管a中的溶液從無色變成淺藍(lán)色 ④反應(yīng)結(jié)束時(shí)，銅片全部反應(yīng)完 （4）由于反應(yīng)開始時(shí)產(chǎn)生的NO和試管a上部空氣中的氧氣作用生成NO2；NO2易溶于水并與水反應(yīng)，使裝置內(nèi)氣體的壓強(qiáng)暫時(shí)減小，所以導(dǎo)管中的水面先上升至一定高度。 （5）①水進(jìn)入試管，上升到一定高度；②試管內(nèi)氣體的顏色由紅棕色變?yōu)闊o色

提示：

（1）凡涉及氣體的制備、收集、反應(yīng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，都應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前檢查裝置的氣密性，首先把導(dǎo)管b的一端浸入水中；然后用手緊握焐熱試管a，此時(shí)導(dǎo)管口應(yīng)有氣泡冒出；松開手后，一段水柱又會(huì)回升到導(dǎo)管b中。只有具備這三點(diǎn)，才能確認(rèn)裝置不漏氣。 （2）試管a中稀HNO3、銅、空氣（含有O2）三者之間能發(fā)生兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)。 （3）以問題（2）中的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象為依據(jù)，描述出試管上方氣體顏色的變化過程、溶液的顏色的改變，還須定量考慮溶液內(nèi)銅片是否完全消耗并作出交待。 （4）由于本題給的稀HNO3和銅片反應(yīng)不需加熱，起始反應(yīng)速率較慢，產(chǎn)生的NO與試管內(nèi)原有的空氣中的O2作用轉(zhuǎn)化為NO2，在b導(dǎo)管口處NO2迅速溶于水中，使導(dǎo)管內(nèi)壓強(qiáng)暫時(shí)減小，所以反應(yīng)開始時(shí)會(huì)看到水面沿導(dǎo)管b上升到一定高度。隨著反應(yīng)進(jìn)行，試管a中O2消耗完，NO繼續(xù)生成，它不溶于水，體系內(nèi)壓強(qiáng)增大，導(dǎo)管口就會(huì)冒出氣泡。 （5）這時(shí)的反應(yīng)是NO轉(zhuǎn)化為NO2，NO2又與水的反應(yīng)。