Question

（10分）
為了證明稀硝酸與銅反應的氣體產物是NO，某同學設計了如下實驗裝置和實驗方案。

實驗步驟：
⑴關閉K₁，打開K₂，向試管中加石灰石，通過分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸，則加入石灰石的作用是______________________________________________________，
反應化學方程式是                                                     。
⑵將將銅絲插入稀硝酸中，微熱大試管。
該步反應離子方程式是                                                。
⑶充分反應后，打開開關K₁，通過氣囊鼓入空氣，可以觀察到燒瓶中                  ，證明稀硝酸與銅反應的氣體產物是NO。
⑷NaOH溶液的作用                                  。

Answer 1

（1）石灰石與稀硝酸生成C0₂，把裝置中的氧氣排盡
（2）CaCO₃ +2HNO₃ ==Ca（NO₃）₂ + CO₂ + H₂O
（3）3Cu + 8 H⁺ + 2NO₃^- = 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O
（4）無色氣體變成紅棕色氣體
（5）尾氣處理，以免氣體污染環境 （各2分）

本題考察了銅與稀硝酸的反應和氮的氧化物的性質。（1）無色NO能夠和空氣中的氧氣反應生成紅棕色的NO₂，如果需驗證反應有一氧化氮生成必須在沒有氧氣的環境中進行，石灰石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣可以和稀硝酸反應生成二氧化碳，排除裝置中的空氣（氧氣）。所以石灰石的作用是：石灰石與稀硝酸生成C0₂，排盡裝置中的氧氣，反應的化學方程式為CaCO₃ +2HNO₃ ==Ca（NO₃）₂  + CO₂ + H₂O （2）銅絲插入稀硝酸中的離子反應為
3Cu + 8 H⁺ + 2NO₃^- = 3Cu²⁺ + 2NO  + 4H₂O（3）充分反應后燒瓶中若有一氧化氮氣體，當打開K₁，鼓入空氣，NO會與氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮氣體，所以若燒瓶中氣體由無色紅棕色說明產生了NO。（4）氮的氧化物屬于大氣污染物，會導致硝酸型酸雨，所以氮的氧化物不能直接排入空氣中，NaOH溶液的作用就是吸收二氧化氮，防止污染環境。