實驗探究 銅與硝酸反應的實驗設計銅與稀硝酸反應產生NO,NO又

1、實驗探究實驗探究 銅與硝酸反應的實驗設計銅與硝酸反應的實驗設計銅與稀硝酸反應產生銅與稀硝酸反應產生NONO，NONO又被氧化成又被氧化成NONO2 2，對實驗觀察無色，對實驗觀察無色NONO有干擾，過多的有干擾，過多的NONO、NONO2 2又會污染環(huán)境。改進實驗的設計又會污染環(huán)境。改進實驗的設計符合綠色化學的思想。符合綠色化學的思想?！緦嶒炋骄俊緦嶒炋骄? 1】某興趣小組設計出右圖所示某興趣小組設計出右圖所示裝置來改進教材中裝置來改進教材中“銅與硝酸的反應銅與硝酸的反應”實實驗，以探究化學實驗的綠色化。驗，以探究化學實驗的綠色化。（固定裝置略去）（固定裝置略去）（1 1）實驗前，關閉活塞）實

2、驗前，關閉活塞b,b,試管試管d d中加水至浸沒長導管口，中加水至浸沒長導管口，塞緊試管塞緊試管c c和和d d的膠塞，加熱的膠塞，加熱c c，其目的是，其目的是 。（2 2）在）在d d中加適量中加適量NaOHNaOH溶液，溶液，c c中放一小塊銅片，由分中放一小塊銅片，由分液漏斗液漏斗a a向向c c中加入中加入2 mL2 mL濃硝酸，濃硝酸，c c中反應的化學方程式是中反應的化學方程式是 。再由再由a a向向c c中加中加2 mL2 mL蒸餾水，蒸餾水，c c中的實驗現(xiàn)象是中的實驗現(xiàn)象是 。（3 3）下表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學理）下表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學

3、理念的最佳方案是念的最佳方案是 ，理由是，理由是 。方案方案反應物反應物甲甲CuCu、濃、濃HNOHNO3 3乙乙CuCu、稀、稀HNOHNO3 3丙丙CuCu、O O2 2、稀、稀HNOHNO3 3（4 4）該小組還用上述裝置進行實驗，證明氧化性）該小組還用上述裝置進行實驗，證明氧化性KMnOKMnO4 4ClCl2 2BrBr2 2。操作步驟為。操作步驟為 ，實驗現(xiàn)象為實驗現(xiàn)象為。但此實驗的不足之處是但此實驗的不足之處是 。解析解析 加加2 mL2 mL蒸餾水，濃蒸餾水，濃HNOHNO3 3的濃度減小，化學反應的濃度減小，化學反應速率減慢。速率減慢。甲：甲：Cu+4HNOCu+4HNO3

4、3( (濃濃) Cu(NO) Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O乙：乙：3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3（?。ㄏ。?3Cu(NO3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O丙：丙：2Cu+O2Cu+O2 2 2CuO 2CuO，CuO+2HNOCuO+2HNO3 3( (稀稀) Cu(NO) Cu(NO3 3) )2 2+H+H2 2O O甲、乙分別有污染環(huán)境的甲、乙分別有污染環(huán)境的NONO2 2和和NONO生成，而且甲、乙、生成，而且甲、乙、丙制取相同質量的丙制取相同質量的Cu(NOCu(NO3 3) )2 2時，耗硝

5、酸分別為：時，耗硝酸分別為：4 mol4 mol、 molmol、2 mol2 mol，所以丙方案最佳。，所以丙方案最佳。38答案答案 (1)(1)檢查裝置氣密性檢查裝置氣密性（2 2）Cu+4HNOCu+4HNO3 3 ( (濃濃) Cu(NO) Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O反應變緩，氣體顏色變淡反應變緩，氣體顏色變淡 （3 3）丙）丙 耗酸量最少，耗酸量最少，無無污染污染 （4 4）向）向d d中加入中加入KBrKBr溶液，溶液，c c中加入固體中加入固體KMnOKMnO4 4，由由a a向向c c中加入濃鹽酸中加入濃鹽酸 c c中有黃綠色氣體

6、產生，中有黃綠色氣體產生，d d中溶中溶液變?yōu)辄S棕色液變?yōu)辄S棕色 沒有處理尾氣沒有處理尾氣【實驗探究【實驗探究2 2】某課外小組對污染大氣的部分非金屬氧化某課外小組對污染大氣的部分非金屬氧化 物進行探究。查資料得知，利用催化劑可使汽車尾氣中物進行探究。查資料得知，利用催化劑可使汽車尾氣中 的一氧化碳和氮氧化物大部分發(fā)生反應轉化為二氧化碳的一氧化碳和氮氧化物大部分發(fā)生反應轉化為二氧化碳 和氮氣。該小組在實驗室模擬汽車尾氣處理，設計了如和氮氣。該小組在實驗室模擬汽車尾氣處理，設計了如 圖所示裝置（部分夾持裝置已略去）。圖所示裝置（部分夾持裝置已略去）。實驗前關閉旋塞實驗前關閉旋塞K K，先通氮氣排

7、凈裝置中的空氣，其，先通氮氣排凈裝置中的空氣，其目的是目的是 。裝置裝置的主要作用是的主要作用是 。加熱停止后，打開旋塞加熱停止后，打開旋塞K K，放入適量氧氣時，裝置，放入適量氧氣時，裝置中可觀察到的現(xiàn)象是中可觀察到的現(xiàn)象是 。該套裝置中有不完善之處，還應在裝置該套裝置中有不完善之處，還應在裝置后補充后補充 。工業(yè)上通常用氫氧化鈉溶液吸收一氧化氮、二氧化氮工業(yè)上通常用氫氧化鈉溶液吸收一氧化氮、二氧化氮的混合氣體。相關反應為：的混合氣體。相關反應為：2NO2NO2 2+2NaOH NaNO+2NaOH NaNO3 3+NaNO+NaNO2 2+H+H2 2O O、NONO2 2+NO+2NaO

8、H 2NaNO+NO+2NaOH 2NaNO2 2+H+H2 2O O。將體積之比為將體積之比為2323的的NONO和和NONO2 2的混合氣體通入足量的氫的混合氣體通入足量的氫氧化鈉溶液中，氣體完全反應后，所得溶液中氧化鈉溶液中，氣體完全反應后，所得溶液中= = 。)(NaNO)(NaNO23nn解析解析 COCO具有還原性，且與空氣混合達到一定比例時具有還原性，且與空氣混合達到一定比例時易爆炸，所以反應之前，應向裝置中通入易爆炸，所以反應之前，應向裝置中通入N N2 2趕出裝置內趕出裝置內的空氣，以免出現(xiàn)爆炸事故。的空氣，以免出現(xiàn)爆炸事故。COCO和和NONO在催化劑和加熱條件下發(fā)生反應生

9、成在催化劑和加熱條件下發(fā)生反應生成N N2 2和和COCO2 2，通過裝置，通過裝置中澄清石灰水是否變渾濁來驗證是否中澄清石灰水是否變渾濁來驗證是否生成了生成了COCO2 2。由于有部分由于有部分NONO沒有轉化為沒有轉化為N N2 2，向裝置中通入空氣時，向裝置中通入空氣時，裝置裝置中的中的NONO與與O O2 2反應生成紅棕色反應生成紅棕色NONO2 2。由于尾氣中仍殘留未反應的有毒的由于尾氣中仍殘留未反應的有毒的COCO、NONO氣體，所氣體，所以應在裝置以應在裝置后面增加尾氣處理裝置。后面增加尾氣處理裝置。設設NONO為為2 mol,2 mol,則則NONO2 2為為3 mol3 mol，要使，要使NONO、NONO2 2被完全被完全吸收，則吸收，則2 mol NO2 mol NO、2 mol NO2 mol NO2 2與與NaOHNaOH反應生成反應生成4 mol 4 mol NaNONaNO2 2,1 mol NO,1 mol NO2 2與與NaOHNaOH反應生成反應生成0.5 mol NaNO0.5 mol NaNO3 3、0.5 mol NaNO0.5 mol NaNO2 2, ,故所得溶液中故所得溶液中n n(NaNO(NaNO3 3)=0.5 mol,)=0.5 mol,n n(NaN