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某课外活动小组用注射器作反应器,对铜与稀硝酸反应的实验进行了创新设计。根据实验操作回答有关问题(假定实验在标准状况下进行,空气中N2和O2的体积之比为4:1): (1)图示是一支规格为50 mL的注射器(活塞与针筒间的润滑性良好),在注射器中加入48 m
某课外活动小组用注射器作反应器,对铜与稀硝酸反应的实验进行了创新设计。根据实验操作回答有关问题(假定实验在标准状况下进行,空气中N2和O2的体积之比为4:1): (1)图示是一支规格为50 mL的注射器(活塞与针筒间的润滑性良好),在注射器中加入48 m
admin
2016-04-10
27
问题
某课外活动小组用注射器作反应器,对铜与稀硝酸反应的实验进行了创新设计。根据实验操作回答有关问题(假定实验在标准状况下进行,空气中N
2
和O
2
的体积之比为4:1):
(1)图示是一支规格为50 mL的注射器(活塞与针筒间的润滑性良好),在注射器中加入48 mg铜片,然后拔出针头,在安针头处套上软胶管。
(2)先抽取少量6 mol/L的稀硝酸,并立即排至废液缸中,目的是________。
(3)再抽取10 mL 6 mol/L的稀硝酸,把弹簧夹夹在软胶管上,反应开始时缓慢,然后逐渐加快。请问在注射器中可观察到哪些现象?请依次写出。__________________
(4)反应完毕后,打开弹簧夹,立即将活塞拉至36.2 mL处,夹好弹簧夹,观察到_________,轻摇注射器几下,静置,又观察到________、______;重复以上操作几次,至针筒内最后无NO为止。针筒内溶液中c(NO
3
-
)为_____,c(H
+
)为_________。共抽入空气体积至少为_________。
选项
答案
(2)排出注射器内残留的少量空气 (3)①铜片表面有气泡选出,针筒内聚集无色气体;②溶液由无色变为蓝色;③铜片全部溶解;④活塞自动移到刻度约21.2 mL处 (4)NO被吸入的空气氧化为红棕色的NO
2
与水反应又变成无色 活塞由36.2 mL处慢慢移动到约29.2 mL处 6 mol/L 5.85 mol/L 42 mL
解析
本题是对铜与稀硝酸反应实验的创新设计,也是对思维能力的创新考查。在回答实验现象时要叙述完整,注意思维的有序性;在进行计算时要抓住物质的量的关系,注意思维的深刻性。
(2)其目的是为了排出注射器内残留的少量空气。
(3)首先分析反应的化学方程式,再联想实验情景进行推理回答:①铜片表面有气泡选出,针筒内聚集无色气体;②溶液由无色变为蓝色;③由铜与稀硝酸反应的物质的量判断硝酸过量,可知铜片全部溶解;④通过计算48 mg铜片完全反应产生难溶于水的NO11.2 mL知,活塞自动移到刻度约21.2 mL处(10 mL+11.2 mL=21.2 mL)。
(4)NO被吸入的空气氧化为红棕色的NO
2
,红棕色的NO
2
与水反应又变为无色。已知:4NO+3O
2
+2H
2
O=4 HNO
3
,气体体积共减少7 mL(15 mL空气中约有3 mL O
2
),活塞由36.2 mL处慢慢移到约29.2 mL处;从结果看NO
3
-
浓度守恒,仍为6 mol.L
-1
;依总反应:2Cu+O
2
+4H
+
=2Cu
2+
+2H
2
O计算得H
+
的浓度为(10×10
-3
L×6 mol.L
-1
一0.048 g/64 g.mol
-1
×
×4)÷(10×10
-3
L)=5.85 mol.L
-1
;抽入空气的体积为0.048 g/64 g.mol
-1
×
×5×22400 mL.mol
-1
=42 mL。
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