2011年高考一轮复习《化学实验》模块课件：实验探究2 铜与硝酸反应的实验设计 (新人教版)

实验探究铜与硝酸反应的实验设计铜与稀硝酸反应产生NO，NO又被氧化成NO2，对实验观察无色NO有干扰，过多的NO、NO2又会污染环境。改进实验的设计符合绿色化学的思想。【实验探究1】某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸的反应”实验，以探究化学实验的绿色化。（固定装置略去）（1）实验前，关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是。（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。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是。（3）下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是，理由是。方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3（4）该小组还用上述装置进行实验，证明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2。操作步骤为，实验现象为。但此实验的不足之处是。解析加2mL蒸馏水，浓HNO3的浓度减小，化学反应速率减慢。甲：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O乙：3Cu+8HNO3（稀）3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O丙：2Cu+O22CuO，CuO+2HNO3(稀)Cu(NO3)2+H2O甲、乙分别有污染环境的NO2和NO生成，而且甲、乙、丙制取相同质量的Cu(NO3)2时，耗硝酸分别为：4mol、mol、2mol，所以丙方案最佳。38答案(1)检查装置气密性（2）Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反应变缓，气体颜色变淡（3）丙耗酸量最少，无污染（4）向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸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【实验探究2】某课外小组对污染大气的部分非金属氧化物进行探究。查资料得知，利用催化剂可使汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物大部分发生反应转化为二氧化碳和氮气。该小组在实验室模拟汽车尾气处理，设计了如图所示装置（部分夹持装置已略去）。①实验前关闭旋塞K，先通氮气排净装置中的空气，其目的是。②装置Ⅲ的主要作用是。③加热停止后，打开旋塞K，放入适量氧气时，装置Ⅱ中可观察到的现象是。④该套装置中有不完善之处，还应在装置Ⅳ后补充。⑤工业上通常用氢氧化钠溶液吸收一氧化氮、二氧化氮的混合气体。相关反应为：2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O、NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O。将体积之比为2∶3的NO和NO2的混合气体通入足量的氢氧化钠溶液中，气体完全反应后，所得溶液中=。)(NaNO)(NaNO23nn解析①CO具有还原性，且与空气混合达到一定比例时易爆炸，所以反应之前，应向装置中通入N2赶出装置内的空气，以免出现爆炸事故。②CO和NO在催化剂和加热条件下发生反应生成N2和CO2，通过装置Ⅲ中澄清石灰水是否变浑浊来验证是否生成了CO2。③由于有部分NO没有转化为N2，向装置中通入空气时，装置Ⅱ中的NO与O2反应生成红棕色NO2。④由于尾气中仍残留未反应的有毒的CO、NO气体，所以应在装置Ⅳ后面增加尾气处理装置。⑤设NO为2mol,则NO2为3mol，要使NO、NO2被完全吸收，则2molNO、2molNO2与NaOH反应生成4molNaNO2,1molNO2与NaOH反应生成0.5molNaNO3、0.5molNaNO2,故所得溶液中n(NaNO3)=0.5mol,n(NaNO2)=4.5mol,故n（NaNO3）/n(NaNO2)=1/9。答案①防止出现爆炸②检验CO是否转化为CO2③出现红棕色气体④尾气处理装置⑤1/9返回