銅與硝酸反應(yīng)化學(xué)實驗習(xí)題

1、銅與硝酸反應(yīng)銅與硝酸反應(yīng)化學(xué)實驗習(xí)題化學(xué)實驗習(xí)題的設(shè)計和解法示例的設(shè)計和解法示例學(xué)習(xí)重點(diǎn)：學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 考察化學(xué)基本操作：以化學(xué)反應(yīng)為素材考察化學(xué)基本操作：以化學(xué)反應(yīng)為素材考查化學(xué)實驗；通過實驗設(shè)計考查對化學(xué)實考查化學(xué)實驗；通過實驗設(shè)計考查對化學(xué)實驗原理和操作過程的理解。驗原理和操作過程的理解。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)：學(xué)習(xí)難點(diǎn)： 裝置氣密性的檢查，裝置的連接，實驗裝置氣密性的檢查，裝置的連接，實驗的設(shè)計和分析，準(zhǔn)確的化學(xué)語言的運(yùn)用等。的設(shè)計和分析，準(zhǔn)確的化學(xué)語言的運(yùn)用等。例例1 1(1999年全國高考試題年全國高考試題)圖圖裝置可用于（裝置可用于（ ） A. 加熱加熱NaHCO3制制CO2 B. 用用Cu與

2、稀與稀HNO3反應(yīng)反應(yīng) 制制NO C. 用用NH4Cl與濃與濃NaOH 溶液反應(yīng)制溶液反應(yīng)制NH3 D. 用用NaCl與濃與濃H2SO4反反 應(yīng)制應(yīng)制HCl 點(diǎn)評點(diǎn)評: 綜合考查學(xué)生對常見氣體的制備原理綜合考查學(xué)生對常見氣體的制備原理和收集方法的掌握，以及靈活運(yùn)用知識的能力。和收集方法的掌握，以及靈活運(yùn)用知識的能力。實驗室制備氣體要遵循以下原則：實驗室制備氣體要遵循以下原則：操作簡便可操作簡便可行；行；容易分離提純；容易分離提純；經(jīng)濟(jì)實惠防毒。經(jīng)濟(jì)實惠防毒。例例2 2 (1997年測試題年測試題)用示意圖用示意圖中的簡易裝置可中的簡易裝置可以進(jìn)行氣體的發(fā)生和收集。以進(jìn)行氣體的發(fā)生和收集。 （1

3、）實驗前應(yīng)如何檢查）實驗前應(yīng)如何檢查該裝置的氣密性？該裝置的氣密性？_。 （2）拔開試管）拔開試管a的橡皮的橡皮塞，加入塞，加入10 mL 6 molL-1稀硝酸和稀硝酸和1g薄銅片，立即薄銅片，立即將帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口。反應(yīng)開始時速將帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口。反應(yīng)開始時速度緩慢，逐漸加快，請寫出在試管度緩慢，逐漸加快，請寫出在試管a中所發(fā)生的所中所發(fā)生的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式有反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 （3）從反應(yīng)開始到的反應(yīng)結(jié)束，預(yù)期在試管）從反應(yīng)開始到的反應(yīng)結(jié)束，預(yù)期在試管a中可觀察到哪些現(xiàn)象？請依次逐一寫出中可觀察到哪些現(xiàn)象？請依次逐一寫出_。 （4）在反應(yīng)開始時，可觀察到導(dǎo)管）在

4、反應(yīng)開始時，可觀察到導(dǎo)管b中的水面中的水面先沿導(dǎo)管先沿導(dǎo)管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，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，導(dǎo)然后有氣泡從管口冒出。試說明反應(yīng)開始時，導(dǎo)管口水面上升的原因管口水面上升的原因_。 （5）試管）試管c收集滿氣體后，用拇指堵住管口，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，將試管再倒置于水槽中，松開拇指。次堵住管口，將試管再倒置于水槽中，松開拇指。此時可觀察到什么現(xiàn)象？此時可觀察到什么現(xiàn)象？ 點(diǎn)評點(diǎn)評 : 本題是信息遷移式的實驗簡答題，意本題是信

5、息遷移式的實驗簡答題，意在考查學(xué)生的觀察能力，實驗?zāi)芰退季S能力。在考查學(xué)生的觀察能力，實驗?zāi)芰退季S能力。解題時依據(jù)試題信息，細(xì)心觀察實驗裝置圖。聯(lián)解題時依據(jù)試題信息，細(xì)心觀察實驗裝置圖。聯(lián)系已有基礎(chǔ)知識，直接遷移，發(fā)散思維，用準(zhǔn)確系已有基礎(chǔ)知識，直接遷移，發(fā)散思維，用準(zhǔn)確的化學(xué)語言解答實際問題。的化學(xué)語言解答實際問題。例例3 3 (1999年武漢市部分學(xué)校調(diào)研試題年武漢市部分學(xué)校調(diào)研試題)選擇使用選擇使用下列儀器（含藥品）（圖下列儀器（含藥品）（圖），驗證由銅和適），驗證由銅和適量濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含有量濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含有NO(N2和和O2的用的用量可自由控制量可自由控制)。已

6、知：已知：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O 氣體液化溫度氣體液化溫度NO2:21 NO:-152 （1 1）甲乙丙三學(xué)生設(shè)計實驗方案（用儀器的）甲乙丙三學(xué)生設(shè)計實驗方案（用儀器的連接順序表示）如下：連接順序表示）如下： 甲：甲：ACFDB 乙：乙：ABCE 丙：丙：AFDB 討論這些同學(xué)提出的實驗方案是否能驗證討論這些同學(xué)提出的實驗方案是否能驗證Cu與適量濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含有與適量濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含有NO（填（填“能能”或或“不能不能”）？）？ 甲甲_；乙；乙_；丙；丙_。 具體說明不能驗證的主要原因（若具體說明不能驗證的主要原因（若3個實驗方個實驗方案都能驗證，則此小題

7、不用回答）案都能驗證，則此小題不用回答）（2）反應(yīng)前應(yīng)先通入足量的）反應(yīng)前應(yīng)先通入足量的N2，其目的是，其目的是_。（3）確認(rèn)氣體中含有）確認(rèn)氣體中含有NO的現(xiàn)象是的現(xiàn)象是_。（4）如果）如果O2過量，則裝置過量，則裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：方程式是：_。 點(diǎn)評點(diǎn)評: 本題為信息遷移式綜合實驗題，其本題為信息遷移式綜合實驗題，其考查內(nèi)容包括：最佳實驗方案的設(shè)計，儀器考查內(nèi)容包括：最佳實驗方案的設(shè)計，儀器（包括接口）的連接順序，實驗結(jié)果的分析等，（包括接口）的連接順序，實驗結(jié)果的分析等，從而達(dá)到從多個角度考查學(xué)生實驗?zāi)芰Φ哪康?，從而達(dá)到從多個角度考查學(xué)生實驗?zāi)芰Φ哪康?，同時

8、也考查學(xué)生的敏捷性和整體性。同時也考查學(xué)生的敏捷性和整體性。例例4 4(1999年南京市第一次質(zhì)檢試題年南京市第一次質(zhì)檢試題)如圖如圖（尚有部（尚有部分儀器未畫），有一蒸餾燒瓶分儀器未畫），有一蒸餾燒瓶與注射器相連接，向蒸餾燒瓶中先與注射器相連接，向蒸餾燒瓶中先加入加入0.384g銅片和銅片和18mL2.5molL-1的稀硝酸溶液，立即用錫箔包住在的稀硝酸溶液，立即用錫箔包住在橡膠塞封住燒瓶瓶口，實驗裝置內(nèi)橡膠塞封住燒瓶瓶口，實驗裝置內(nèi)的空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為的空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為500mL（其（其中注射器內(nèi)不少于其體積的中注射器內(nèi)不少于其體積的1/2，見圖示）。，見圖示）。 （1）欲提高）欲提高C

9、u與與HNO3反應(yīng)的速度可采用多種不反應(yīng)的速度可采用多種不同措施。同措施。 若采用加化學(xué)試劑法，可加入的試劑為若采用加化學(xué)試劑法，可加入的試劑為_； A. 蒸餾水蒸餾水 B. 無水醋酸鈉無水醋酸鈉 C. 塊狀石墨塊狀石墨 若用升高溫度法，請在上述示意圖空缺處畫出若用升高溫度法，請在上述示意圖空缺處畫出必需的儀器。必需的儀器。 （2）當(dāng)燒瓶中的）當(dāng)燒瓶中的Cu和和HNO3反應(yīng)開始后，反應(yīng)開始后，可觀察到的現(xiàn)象有可觀察到的現(xiàn)象有_。 （3）待）待Cu與與HNO3反應(yīng)停止后，通過輕輕反應(yīng)停止后，通過輕輕推拉注射器活塞，使裝置內(nèi)氣體與氣體、氣推拉注射器活塞，使裝置內(nèi)氣體與氣體、氣體與液體之間充分反應(yīng)，

10、若忽略液體的體積體與液體之間充分反應(yīng)，若忽略液體的體積變化，最終溶液中變化，最終溶液中NO3-的物質(zhì)的量濃度與開的物質(zhì)的量濃度與開始時相比是否有變化始時相比是否有變化_（填有變化或（填有變化或不變）。不變）。 （4）在上述反應(yīng)過程中，曾經(jīng)被還原的硝）在上述反應(yīng)過程中，曾經(jīng)被還原的硝酸為酸為_。 點(diǎn)評：點(diǎn)評： 該題為典型的綜合實驗題，它該題為典型的綜合實驗題，它取材于中學(xué)教學(xué)大綱中要求的銅與稀取材于中學(xué)教學(xué)大綱中要求的銅與稀HNO3反應(yīng)的演示實驗和學(xué)生實驗內(nèi)容，通過一個反應(yīng)的演示實驗和學(xué)生實驗內(nèi)容，通過一個比較新顆的裝置圖設(shè)問，考查學(xué)生綜合運(yùn)用比較新顆的裝置圖設(shè)問，考查學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速度和

11、化學(xué)平衡等知識解決實際問化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡等知識解決實際問題的能力；觀察、記錄實驗現(xiàn)象，分析、處題的能力；觀察、記錄實驗現(xiàn)象，分析、處理實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)，從而得出正確結(jié)論的能理實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)，從而得出正確結(jié)論的能力；識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力；識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力。本題包容有選擇、填空和簡答，靈活多力。本題包容有選擇、填空和簡答，靈活多變，思考容量大。分析、解答此題運(yùn)用了聯(lián)變，思考容量大。分析、解答此題運(yùn)用了聯(lián)想、推理、遷移、重組等思維方法。想、推理、遷移、重組等思維方法。 相關(guān)練習(xí)題相關(guān)練習(xí)題 1 用下圖（用下圖（I）裝置加入稀硝酸和銅片，在實）裝置加入稀硝酸和銅

12、片，在實驗室里制備驗室里制備NO，在燒瓶中實際見到的氣體是，在燒瓶中實際見到的氣體是_色的，這就使人懷疑稀硝酸與銅反應(yīng)是否真的能色的，這就使人懷疑稀硝酸與銅反應(yīng)是否真的能生成生成NO。即使可用排水取氣法收集到。即使可用排水取氣法收集到NO，也可，也可以認(rèn)為是以認(rèn)為是NO2與水反應(yīng)生成與水反應(yīng)生成NO而無法證實。現(xiàn)用而無法證實?，F(xiàn)用U形管、分液漏斗、酒精燈、膠塞等儀器，設(shè)計形管、分液漏斗、酒精燈、膠塞等儀器，設(shè)計下圖（下圖（II）裝置，來證實稀硝酸與銅反應(yīng)的確生）裝置，來證實稀硝酸與銅反應(yīng)的確生成了成了NO而不是而不是NO2。 （1）補(bǔ)充完成實驗步驟：）補(bǔ)充完成實驗步驟： a. 檢驗裝置的氣密性

13、檢驗裝置的氣密性_。 b. 將活塞打開，以將活塞打開，以U形管長管口注入稀硝酸，一形管長管口注入稀硝酸，一直到直到_時為止。時為止。 c. 關(guān)閉活塞，用酒精燈在關(guān)閉活塞，用酒精燈在_加熱，當(dāng)加熱，當(dāng)觀察到觀察到_時，立即關(guān)閉酒精燈。時，立即關(guān)閉酒精燈。 （2）觀察現(xiàn)象：）觀察現(xiàn)象： （I）可以在何處觀察到無色的）可以在何處觀察到無色的NO氣體？氣體？_。反應(yīng)在什么情況下可以自動停止？（銅絲與稀硝酸均未反應(yīng)在什么情況下可以自動停止？（銅絲與稀硝酸均未反應(yīng)完）反應(yīng)完）_。 （II）如果再將活塞慢慢打開，可立即觀察到明顯）如果再將活塞慢慢打開，可立即觀察到明顯現(xiàn)象有現(xiàn)象有_。通過以上兩個過程可。通過

14、以上兩個過程可以獲得以獲得NO與與NO2鮮明對照的實驗效果。鮮明對照的實驗效果。 （3）若用裝置）若用裝置II制取并收集制取并收集NO，應(yīng)對裝置作何簡單，應(yīng)對裝置作何簡單的改動的改動_。 2 為了測定足量的銅與適量一定濃度的濃硝酸為了測定足量的銅與適量一定濃度的濃硝酸反應(yīng)生成的反應(yīng)生成的NO氣體和氣體和NO2氣體的物質(zhì)的量之比氣體的物質(zhì)的量之比（用（用m表示），請從下圖中選用適當(dāng)?shù)膶嶒炑b置，表示），請從下圖中選用適當(dāng)?shù)膶嶒炑b置，設(shè)計一個合理而簡單的實驗，用于測定設(shè)計一個合理而簡單的實驗，用于測定m的值。的值。 其中其中E裝置由甲、乙兩根玻璃管組成，用橡皮裝置由甲、乙兩根玻璃管組成，用橡皮管連通

15、，并裝入適量的水，甲管有刻度管連通，并裝入適量的水，甲管有刻度（050mL），供量氣用，乙管可以上下移動，用），供量氣用，乙管可以上下移動，用來調(diào)節(jié)液面的高低。來調(diào)節(jié)液面的高低。 （1）裝置在連接順序是（填各接口的編）裝置在連接順序是（填各接口的編號，連接膠管及支持裝置均省略）：號，連接膠管及支持裝置均省略）：_。 （2）連接好裝置并檢驗氣密性后，應(yīng)打）連接好裝置并檢驗氣密性后，應(yīng)打開開_通入通入NO；然后打開；然后打開_，從乙管注水，從乙管注水至充滿甲、乙兩管，關(guān)上至充滿甲、乙兩管，關(guān)上ab。通入。通入N的原因的原因是：是：_。 （3）實驗后，若量氣管中氣體的體積）實驗后，若量氣管中氣體的體

16、積（換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）為（換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）為V（mL），），要測定要測定m的值，還要將的值，還要將_中的溶液中中的溶液中_實驗，假設(shè)測得其中溶質(zhì)的物質(zhì)的量實驗，假設(shè)測得其中溶質(zhì)的物質(zhì)的量為為n，用含，用含V和和n的式子表示的式子表示m：_。 （4）下列操作中能夠造成）下列操作中能夠造成m的值偏小的的值偏小的是（填序號）是（填序號）_ （A）反應(yīng)前）反應(yīng)前E中甲管所裝水里的氣泡沒中甲管所裝水里的氣泡沒趕盡，而最后讀數(shù)時氣泡消失。趕盡，而最后讀數(shù)時氣泡消失。 （B）實驗前，甲、乙兩管液面在同一水）實驗前，甲、乙兩管液面在同一水平面上，最后讀數(shù)時乙管的液面高于甲管的平面上，最后讀數(shù)時乙

17、管的液面高于甲管的液面。液面。 （C）實驗前沒有先通入足量）實驗前沒有先通入足量N2。 （D）實驗過程中，）實驗過程中，E裝置乙管的水溢出。裝置乙管的水溢出。3 有人設(shè)計了一個特殊裝置（如圖），來制備有人設(shè)計了一個特殊裝置（如圖），來制備NO并并檢驗其有關(guān)性質(zhì)。操作步驟如下：檢驗其有關(guān)性質(zhì)。操作步驟如下： 將干燥管細(xì)口端用塞有玻璃將干燥管細(xì)口端用塞有玻璃球的膠管封好；球的膠管封好； 從粗口端投入銅絲球，并在從粗口端投入銅絲球，并在如圖位置固定好有孔塑料片；如圖位置固定好有孔塑料片； 快速向干燥管中盡可能滿的快速向干燥管中盡可能滿的加入稀硝酸（插入膠塞后，液面與加入稀硝酸（插入膠塞后，液面與膠塞接觸）；膠塞接觸）； 迅速插好帶玻璃管的單孔膠迅速插好帶玻璃管的單孔膠塞，并倒置于一個大燒杯上（如圖，燒杯略）；塞，并倒置于一個大燒杯上（如圖，燒杯略）； 待液面降至隔板以下，制氣反應(yīng)停止；待液面降至隔板以下，制氣反應(yīng)停止； 用手?jǐn)D壓膠管中的玻璃球，空氣自動進(jìn)入干用手?jǐn)D壓膠管中的玻璃球，空氣自動進(jìn)入干燥管發(fā)生反應(yīng)。試回答下列問題：燥管發(fā)生反應(yīng)。試回答下列問題： （1）硝酸盡可能加滿的原因是：）硝酸盡可能加滿的原因是：_。 （2）中液面降至隔板