如下图所示装置中: a是盛有标准状况下的空气(氧气占1/5)和10mL
如下图所示装置中:

a是盛有标准状况下的空气(氧气占1/5)和10mL 1.2mol/L硝酸的250 mL烧瓶;b是未充气(实验开始前内部没有气体)放有0.384g铜粉的气球;c是夹紧了的弹簧夹;d中盛有足量的过氧化钠;e是充有二氧化碳的针筒。整套装置已经过气密性检查合格。
(1)将气球中的铜粉小心倒入烧杯中,充分反应后发现铜粉有余(设产生的气体不溶解于溶液中),则可观察到的现象是 。
(2)欲提高铜与硝酸反应的速率可采用多种不同的措施。
①若用加入化学试剂法,下列试剂中可以选用的是
A.蒸馏水 B. 无水醋酸钠
C.石墨 D. 少量硝酸银溶液
②若用升温法,请在图中画出完整的示意图。
③将烧瓶不断振荡发现气球逐渐缩小,反应的化学方程式是 ,
此时气球是全在烧瓶外还是一部分进入烧瓶?
④打开弹簧夹,将二氧化碳反推入干燥管内继续振荡,使气体与气体、溶液充分接触,欲使所有的铜粉全溶解,至少需要推入二氧化碳 mL.
⑤将上述全过程用一个总的化学方程式表示: 。
(1)溶液变蓝色,烧瓶内气体由无色继而变成红色,气球胀大
(2)① C 、D ② 图略(在烧瓶下画一酒精灯)
③ 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 或4NO+3O2+2H2O=4HNO3 有一部分被吸入烧瓶 ④ 38.4 ⑤ 2Cu+4HNO3+O2=2 Cu(NO3)2+2H2O
解析:
解答本题需利用学生熟悉的Na2O2与CO2、Cu与HNO3、NO与O2等化学反应及原电池的原理等。其中的④、⑤等两问,具有开放性,但靠课本知识是不能解答完全的,必须将原有知识整合、迁移才能解答。(1)较简单,(2)、①利用原电池的原理,不难看出C、D可构成原电池,Cu作负极,加快了反应速率。③结合4NO2+O2+2H2O=4HNO3 或4NO+3O2+2H2O=4HNO3 可计算出烧瓶中气体较原来变少,所以气球有一部分被吸入烧瓶。④的解答则需要整体思维,0.006molCu 与0.012mol HNO3恰好可形成0.006molCu(NO3)2,所以可将反应历程看作:Cu与O2反应生成CuO后再于HNO3发生复分解反应。由于烧瓶中的氧气(48ml, 0.006molCu需耗氧67.2ml)不足,所以应推入二氧化碳与过氧化钠反应产生氧气来补充。从而求出需推入的CO2的量。