某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验,以探究化学实验的绿色化.(固定装置略

2025年05月05日 04:56
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(1)分析装置图设计检验该装置的气密性的方法,把d中的短导管伸入到水槽中的液面下,关闭b的旋塞,用手握住试管C,导管口有气泡冒出,停止加热时,导管口有回流水柱;
故答案为:把d中的短导管伸入到水槽中的液面下,关闭b的旋塞,用手握住试管C,导管口有气泡冒出,停止加热时,导管口有回流水柱;
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是铜和浓硝酸反应生成硝酸铜,二氧化氮和水,反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O;再由a向c中加2mL蒸馏水,硝酸溶液稀释,反应速率减慢,所以c中的实验现象是反应变缓,气体颜色变淡;
故答案为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O,反应变缓,气体颜色变淡;
(3)方案甲是铜和浓硝酸反应生成硝酸铜,二氧化氮和水,有污染气体生成,不能体现绿色化学理念;方案乙是稀硝酸和铜反应生成硝酸铜,一氧化氮和水,有污染气体生成,不能体现绿色化学理念;丙是利用铜和氧气反应生成氧化铜,氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜,反应过程中无污染气体生成,能体现绿色化学理念,
故答案为:丙,不产生有污染的氮氧化合物,消耗硝酸量最少;
(4)用上述装置进行实验证明氧化性:KMnO4>Cl2>Br2,依据氧化还原反应中氧化剂氧化性大于氧化产物设计,c中加入高锰酸钾,分液漏斗中加入浓盐酸,d中加入溴化钾溶液,分液漏斗中的浓盐酸滴入高锰酸钾反应生成黄绿色气体氯气,通过d氧化溴离子为溴单质溶液变棕红色,证明氧化性为KMnO4>Cl2>Br2;由于生成产物中含有污染空气的气体,需要添加尾气处理装置;
故答案为:c中有黄绿色气体产生,d中溶液变为黄棕色;没有处理尾气;