实验设计,实验评价,实验探究,在综合实验题中的全面体现_探究酶的最适温度实验设计
在近几年的高考中,实验题一直是理综化学试题的压轴题。
NO、NO2、HNO3是氮族元素的重要化合物。
HNO3与金属单质或非金属单质反应产物的分析判断、实验装置的设计和实验探究、NO与NO2相互转变是命题的热点。
本文通过对以下两个实验的分析,帮助学生复习HNO3的性质并培养学生的综合实验能力。
某课外化学研究小组为了证明铜与稀硝酸反应的产物不是NO2或H2,而是NO,设计了如图1所示的实验装置(固定装置已略去)。
a、b均为可以自由移动的铜丝,c为充气囊,d、e、f均为止水夹。
1.回答下列问题 (1)装置A中的干燥管内应放入(填序号)。
A、铜屑B、石灰石C、木炭D、纯碱晶体 其目的是。
(2)为证明A中产生的气体是NO而不是NO2或H2,具体的方法是。
(4)在实验过程中,装置D中的现象是先变浑浊,用充气囊c向装置中充入空气后又变澄清。
其原因可能是(用化学方程式回答)。
具体的操作是。
(6)如果将等质量的铜片分别放入等体积过量的浓硝酸、稀硝酸中,完全反应后(忽略溶液的体积变化),所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。
甲同学认为是Cu2+的浓度不同的原因。
这种说法是否正确?(填是或否)。
乙同学认为前者溶液呈绿色,可能是反应生成的NO2一部分溶解于Cu(NO3)2溶液中的原因。
2.分 析 (1)为了观察到无色的NO气体的生成,必须保证装置中没有O2。
利用石灰石与稀硝酸反应生成CO2,把装置中的O2(空气)排出。
(2)观察装置A产生无色气体,证明不是NO2;用充气囊c向装置中充入空气,会发生反应2NO+O2=2NO2,装置C中气体由无色变为红棕色,证明不是H2。
(3)铜与稀硝酸反应的离子方程式是3Cu+8H++2NO3—=3Cu2++2NO↑+4H2O。
(4)装置D中的现象是先变浑浊,原因是CO2与石灰水反应生成CaCO3沉淀。
然后又变澄清,原因可能是CO2与CaCO3和水反应生成可溶的Ca(HCO3)2;也可能是NO2与装置C中的水反应生成HNO3而溶解CaCO3沉淀。
(5)当装置D中的澄清石灰水变浑浊时,证明装置A、C中的空气已经排净,充满了CO2气体,开始收集NO。
此时应打开e关闭f。
(6)依据题意,所得溶液中Cu2+的物质的量相等,溶液体积相等。
则Cu2+的物质的量浓度必然相等,因此这种说法是错误的。
利用气体的溶解度随温度的升高而减小的性质,将所得绿色溶液加热,如果有红棕色气体产生且溶液变为蓝色,说明是反应生成的NO2溶解于Cu(NO3)2溶液中的原因。
3.参考答案 (1)B;利用石灰石与稀硝酸反应生成的CO2,把装置中的O2(空气)排出。
(2)观察装置B中为无色气体,证明不是NO2;用双连充气球向装置B中充入空气,如果气体变为红棕色,证明不是H2。
则说明气体是NO。
(3)3Cu+8H++2NO3—=3Cu2++2NO↑+4H2O。
(4)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O; CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2; 2HNO3+CaCO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2↑。
(6)否;将所得绿色溶液加热,如果有红棕色气体产生且溶液变为蓝色,说明是反应生成的NO2溶解于Cu(NO3)2溶液中的原因。
为分析判断其它产物,并研究NO与NO2的相互转化。
1.实验步骤 实验步骤如下:①用酒精灯预热A中试管;②向A中试管加入几块红热的木炭,迅速塞好胶塞;③逐滴加入浓硝酸;反应即可持续进行。
回答下列问题: (1)向A中试管加入几块红热的木炭,迅速塞好胶塞。
说明,反应的化学方程式为。
(2)填写下列表格: (3)装置B的作用是。
用双连打气球向装置D中充入过量空气,装置D、E中发生反应的化学方程式为。
若忽略装置中空气中的CO2,则反应中被还原的HNO3的质量为g。
2.解 析 (1)反应可以连续进行,说明木炭与浓硝酸反应是放热反应。
(2)装置A中持续生成红棕色气体,才能说明生成NO2气体;装置C中澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成。
应关闭a打开b。
NO与空气中的O2反应生成NO2;NO2与烧碱溶液中的水反应生成HNO3和NO;HNO3与NaOH反应生成NaNO3和H2O。
(5)利用电子得失守恒和碳元素守恒计算被还原的HNO3的质量。
m(HNO3)=10g÷100g/mol×4×63g/mol=25.2g 3.参考答案 (1)木炭与浓硝酸反应是放热反应;C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O (3)吸收混合气体中的NO2,防止NO2气体进入装置C与石灰水反应。
(4)a;b;2NO+O2=2NO2;3NO2+H2O=2HNO3+NO;HNO3+NaOH=NaNO3+H2O。
(5)25.2。
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