课外活动小组用注射器作反应器，对铜与稀HNO3反应的实验进行了创新设计，根据实验操作完成有关问题（假定实验在标准状况下进行，空气中N2与O2的体积比为4∶1）。（1）

Question

课外活动小组用注射器作反应器，对铜与稀HNO ₃ 反应的实验进行了创新设计，根据实验操作完成有关问题（假定实验在标准状况下进行，空气中N ₂ 与O ₂ 的体积比为4∶1）。

（1）如图是一支规格为50 mL的注射器（活塞与针筒间的润滑性良好），拔出针头，加入48 mg铜片，然后在安针头处套上软胶管。

（2）先抽取10 mol·L ^-1 的稀HNO ₃ ，并立即排至废液缸中，目的是______________________。

（3）再抽取10 mL 6 mol·L ^-1 的稀HNO ₃ ，把弹簧夹夹在软胶管上，反应开始时缓慢，后逐渐加快。预期在注射器中可观察到哪些现象？请依次写出。

（4）反应完毕后，打开止水夹，立即将活塞拉至36.2 mL处，夹好弹簧夹，观察到___________，轻摇注射器几下，静置片刻又观察到_________________________；重复以上操作几次，至针筒内最后无NO为止。针筒内溶液中c（ ）为___________，c（H ⁺ ）为___________。

（5）该实验最显著的优点是_________________________________________________。

Answer 1

操作（2）是为了排净注射器内残留的少量空气。 （3）由铜与稀硝酸反应知：①铜片表面有气泡逸出，针筒内聚集无色气体；②溶液由无色变为蓝色，再由铜与硝酸的物质的量判断硝酸过量；③铜片全部溶解，最后通过计算48 mg铜片完全反应产生难溶于水的NO 11.2 mL；④活塞自动移动到刻度11.2 mL处。（4）NO被吸入的空气氧化为红棕色的NO2；红棕色的NO2与水反应又变为无色；已知3O2+4NO+2H2O4HNO3，气体体积共减少7 mL（15 mL空气中的3 mL O2和4 mL NO），活塞由36.2 mL处慢慢移到29.2 mL处；从结果看 浓度应守恒 仍为6 mol·L-1；依总反应:2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O可计算得H+浓度为5.85 mol·L-1。（5）无污染。