铜与硝酸反应的实验设计 实验探究.ppt

1、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2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是 。 再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是 。 （3）下表是制取硝酸铜的

2、三种方案，能体现绿色化学理 念的最佳方案是 ，理由是 。,（4）该小组还用上述装置进行实验，证明氧化性KMnO4 Cl2Br2。操作步骤为 ， 实验现象为。 但此实验的不足之处是 。,解析 加2 mL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+O2 2CuO， 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：4 mol、 mol、2 m

3、ol，所以丙方案最佳。,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）。,实验前关闭旋塞K，先通氮气排净装置中的空气，其 目

4、的是 。 装置的主要作用是 。 加热停止后，打开旋塞K，放入适量氧气时，装置 中可观察到的现象是 。 该套装置中有不完善之处，还应在装置后补充 。 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+2NaOH NaNO3 +NaNO2+H2O、NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O。 将体积之比为23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 = 。,解析 CO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。 CO和NO在催化剂和加热条件下发生反应生成N2和 CO2，通过装置中澄清石灰水是否变浑浊来验证是否 生成了CO2。 由于有部分NO没有转化为N2，向装置中通入空气时， 装置中的NO与O2反应生成红棕色NO2。 由于尾气中仍残留未反应的有毒的CO、NO气体，所 以应在装置后面增加尾气处理装置。,设NO为2 mol,则NO2为3 mol，要使NO、NO2被完全 吸收，则2 mol NO、2 mol NO2与NaOH反应生成4 mol NaNO2,1 mol NO2与NaOH反应生成0.5 mol NaNO3、 0.5 mol NaNO2,故所得溶液中n(NaNO3)=0.5 mol, n(NaNO2)