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为了证明铜与稀硝酸反应产生的气体是一氧化氮且为无色,某校学生实验小组设计了一个如下图所示(加热装置和固定装置均已略去)的实验装置,其中,A中有一个用金属丝固定的干燥管,内装块状碳酸钙固体;E为一个空的蒸馏烧瓶;F是用于鼓入空气的双连打气球。完成下列问题:

(1)为了在E烧瓶中尽可能收集到NO,以观察其颜色,在实验时,往往先将E中的空气驱走。驱走空气的具体的操作为________________________________________。

(2)如何证明E中收集的气体是NO而不是H2______________________________。

(3)A中铜丝与稀硝酸反应(给装置A微热),产生无色气体的离子方程式为__________

______________________________。

(4)整个实验过程中,C试管中先出现浑浊后变澄清的原因是_______________________,氢氧化钠溶液的作用是__________________________________。

(5)有人认为此实验不足之处是E中的进气导管太长。建议:将E中的空气驱走时最好是E装置中进气导管短出气导管长;然后继续实验,在E装置中收集NO时进气导管长出气导管短。其依据是__________________________________。

                   

答案

(1)把盛有碳酸钙的干燥管伸入A装置中的稀硝酸里,二者发生反应产生CO2,由于CO2的密度比空气大,就能把装置系统内的空气排出。

(2)用双连打气球向E中打入空气,如果E中气体能由无色变为红棕色,说明E中收集到的气体是NO而不是H2

(3)铜与稀硝酸反应的离子方程式为:3Cu+8H++2====3Cu2++2NO↑+4H2O。

(4)C试管中先出现浑浊是因为CO2与石灰水反应:Ca(OH)2+CO2====H2O+CaCO3↓;然后又变澄清,是因为NO2与C装置中的水反应生成HNO3,把CaCO3沉淀溶解。〔另一可能的原因是通入的CO2过量,把CaCO3沉淀溶解,生成易溶于水的Ca(HCO3)2溶液〕。由于生成的气体有毒,需要进行尾气处理,NaOH溶液的作用就是吸收尾气,防止污染空气。

(5)在排除E装置中的空气时,因为CO2的密度比空气大,E装置中进气导管短出气导管长,这样便于把E中空气排出;在E装置中收集NO气体时,因为NO的密度比CO2的密度小,E装置中进气导管长出气导管短,有利于把E装置中的CO2排出。

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