高二化学下学氮族元素有关的实验设计省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

铜与硝酸反应——化学试验习题设计和解法示例1/20学习重点：考查化学基本操作：以化学反应为素材考查化学试验；经过试验设计考查对化学试验原理和操作过程了解。

学习难点：装置气密性检验，装置连接，试验设计和分析，准确化学语言利用等。2/20例1(1999年全国高考试题)图<1>装置可用于（）

A.加热NaHCO3制CO2B.用Cu与稀HNO3反应制NOC.用NH4Cl与浓NaOH

溶液反应制NH3D.用NaCl与浓H2SO4反应制HCl

点评:

综合考查学生对常见气体制备原理和搜集方法掌握，以及灵活利用知识能力。试验室制备气体要遵照以下标准：①操作简便可行；②轻易分离提纯；③经济实惠防毒。3/20例2

(1997年测试题)用示意图<2>中简易装置能够进行气体发生和搜集。（1）试验前应怎样检验该装置气密性？_____。（2）拔开试管a橡皮塞，加入10mL6mol·L-1稀硝酸和1g薄铜片，马上将带有导管橡皮塞塞紧试管口。反应开始时速度迟缓，逐步加紧，请写出在试管a中所发生全部反应化学方程式____________。（3）从反应开始到反应结束，预期在试管a中可观察到哪些现象？请依次逐一写出_______。4/20

（4）在反应开始时，可观察到导管b中水面先沿导管b慢慢上升到一定高度，今后又回落，然后有气泡从管口冒出。试说明反应开始时，导管口水面上升原因_________。（5）试管c搜集满气体后，用拇指堵住管口，取出水槽。将管口向上，松开拇指，片刻后，再次堵住管口，将试管再倒置于水槽中，松开拇指。此时可观察到什么现象？

点评:本题是信息迁移式试验简答题，意在考查学生观察能力，试验能力和思维能力。解题时依据试题信息，细心观察试验装置图。联络已经有基础知识，直接迁移，发散思维，用准确化学语言解答实际问题。5/20例3

(1999年武汉市部分学校调研试题)选择使用以下仪器（含药品）（图<3>），验证由铜和适量浓硝酸反应产生气体中含有NO(N2和O2用量可自由控制)。已知：①NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O②气体液化温度NO2:21℃NO:-152℃6/20

（1）甲乙丙三学生设计试验方案（用仪器连接次序表示）以下：甲：A→C→F→D→B

乙：A→B→C→E

丙：A→F→D→B

讨论这些同学提出试验方案是否能验证Cu与适量浓硝酸反应产生气体中含有NO（填“能”或“不能”）？甲________；乙_______；丙_______。详细说明不能验证主要原因（若3个试验方案都能验证，则此小题不用回答）7/20（2）反应前应先通入足量N2，其目标是_______________。（3）确认气体中含有NO现象是_________。（4）假如O2过量，则装置B中发生反应化学方程式是：__________________。

点评:

本题为信息迁移式综合试验题，其考查内容包含：最正确试验方案设计，仪器（包含接口）连接次序，试验结果分析等，从而到达从多个角度考查学生试验能力目标，同时也考查学生灵敏性和整体性。8/20例4(1999年南京市第一次质检试题)如图<4>（还有部分仪器未画），有一蒸馏烧瓶与注射器相连接，向蒸馏烧瓶中先加入0.384g铜片和18mL2.5mol·L-1稀硝酸溶液，马上用锡箔包住在橡胶塞封住烧瓶瓶口，试验装置内空气在标准情况下为500mL（其中注射器内不少于其体积1/2，见图示）。（1）欲提升Cu与HNO3反应速度可采取各种不一样办法。①若采取加化学试剂法，可加入试剂为___；

A.蒸馏水B.无水醋酸钠C.块状石墨②若用升高温度法，请在上述示意图空缺处画出必需仪器。9/20

（2）当烧瓶中Cu和HNO3反应开始后，可观察到现象有___________。（3）待Cu与HNO3反应停顿后，经过轻轻推拉注射器活塞，使装置内气体与气体、气体与液体之间充分反应，若忽略液体体积改变，最终溶液中NO3-物质量浓度与开始时相比是否有改变________（填有改变或不变）。（4）在上述反应过程中，曾经被还原硝酸为________。10/20

点评：

该题为经典综合试验题，它取材于中学教学纲领中要求铜与稀HNO3反应演示试验和学生试验内容，经过一个比较新颗装置图设问，考查学生综合利用化学反应速度和化学平衡等知识处理实际问题能力；观察、统计试验现象，分析、处理试验结果和数据，从而得出正确结论能力；识别和绘制经典试验仪器装置图能力。本题包容有选择、填空和简答，灵活多变，思索容量大。分析、解答此题利用了联想、推理、迁移、重组等思维方法。11/20[相关练习题]

[1]

用下列图（I）装置加入稀硝酸和铜片，在试验室里制备NO，在烧瓶中实际见到气体是___色，这就使人怀疑稀硝酸与铜反应是否真能生成NO。即使可用排水取气法搜集到NO，也能够认为是NO2与水反应生成NO而无法证实。现用U形管、分液漏斗、酒精灯、胶塞等仪器，设计下列图（II）装置，来证实稀硝酸与铜反应确实生成了NO而不是NO2。12/20

（1）补充完成试验步骤：

a.检验装置气密性_______________________。

b.将活塞打开，以U形管长管口注入稀硝酸，一直到____________________________时为止。

c.关闭活塞，用酒精灯在_____________加热，当观察到_____________________时，马上关闭酒精灯。（2）观察现象：（I）能够在何处观察到无色NO气体？______。反应在什么情况下能够自动停顿？（铜丝与稀硝酸均未反应完）________________________________。（II）假如再将活塞慢慢打开，可马上观察到显著现象有______________________。经过以上两个过程能够取得NO与NO2鲜明对照试验效果。（3）若用装置II制取并搜集NO，应对装置作何简单改动__________________________。13/20

[2]

为了测定足量铜与适量一定浓度浓硝酸反应生成NO气体和NO2气体物质量之比（用m表示），请从下列图中选取适当试验装置，设计一个合理而简单试验，用于测定m值。

其中E装置由甲、乙两根玻璃管组成，用橡皮管连通，并装入适量水，甲管有刻度（0~50mL），供量气用，乙管能够上下移动，用来调整液面高低。14/20

（1）装置在连接次序是（填各接口编号，连接胶管及支持装置均省略）：____。（2）连接好装置并检验气密性后，应打开___通入NO；然后打开___，从乙管注水至充满甲、乙两管，关上a\b。通入N原因是：________。（3）试验后，若量气管中气体体积（换算成标准情况下体积）为V（mL），要测定m值，还要将_____中溶液中_____试验，假设测得其中溶质物质量为n，用含V和n式子表示m：________。15/20

（4）以下操作中能够造成m值偏小是（填序号）______________

（A）反应前E中甲管所装水里气泡没赶尽，而最终读数时气泡消失。（B）试验前，甲、乙两管液面在同一水平面上，最终读数时乙管液面高于甲管液面。（C）试验前没有先通入足量N2。（D）试验过程中，E装置乙管水溢出。16/20[3]

有些人设计了一个特殊装置（如图），来制备NO并检验其相关性质。操作步骤以下：①将干燥管细口端用塞有玻璃球胶管封好；②从粗口端投入铜丝球，并在如图位置固定好有孔塑料片；③快速向干燥管中尽可能满加入稀硝酸（插入胶塞后，液面与胶塞接触）；④快速插好带玻璃管单孔胶塞，并倒置于一个大烧杯上（如图，烧杯略）；⑤待液面降至隔板以下，制气反应停顿；⑥用手挤压胶管中玻璃球，空气自动进入干燥管发生反应。试回答以下问题：17/20

（1）硝酸尽可能加满原因是：_________。（2）⑤中液面降至隔板以下原因是:__________（填序号）：

A、生成气体压力作用

B、液体本身重力作用从这一点看其原理类似于______（填一个试验仪器名称）（3）操作⑥中若进入一定量空气后停顿挤压，能看到显著现象有：

A，_________反应方程式为:__________。

B，_________反应方程式为:__________。空气能自动进入干燥管原因是：__________。（4）该装置最大优点是:______________。18/20谢谢19/20

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