Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組探究稀HNO3、濃HNO3與銅的反應(yīng)。

裝置（尾氣處理裝置略）	現(xiàn)象
	Ⅰ中開始無明顯現(xiàn)象，漸有小氣泡生成，越來越劇烈，液面上方出現(xiàn)淺紅棕色氣體，溶液呈藍(lán)色。
	Ⅱ中反應(yīng)劇烈，迅速生成大量紅棕色氣體，溶液呈綠色。

(1)試管Ⅰ中Cu與稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。

(2)Ⅱ中反應(yīng)的速率比Ⅰ中的快，原因是________。

(3)針對Ⅱ中溶液呈綠色的原因，提出假設(shè)：

假設(shè)1：Cu2+的濃度較大所致；

假設(shè)2：溶解了生成的NO2。

探究如下：取Ⅱ中綠色溶液，分為兩等份。

①取一份于如圖所示裝置中，_______(填“操作”和“現(xiàn)象”)，證實Ⅱ中溶解了NO2。

②向另一份溶液加入_____（填化學(xué)試劑），溶液變?yōu)樗{(lán)色。證實假設(shè)1不成立，假設(shè)2成立。

(4)對于稀HNO3與銅生成NO、濃HNO3與銅生成NO2的原因，提出兩種解釋：

解釋1．HNO3濃度越稀，溶液中NO3-的數(shù)目越少，被還原時，每個NO3-從還原劑處獲得較多電子的機會_____（填“增多”或“減少”），因此被還原為更低價態(tài)。

解釋2．推測下列平衡導(dǎo)致了產(chǎn)物的不同，并通過如下實驗證實了推測的合理性。

3NO2+H2O=2HNO3+NO

①B中盛放的試劑是________。

②C中盛放Cu(NO3)2和_________。

③該小組證實推測的合理性所依據(jù)的實驗現(xiàn)象是________。

Answer 1

【答案】3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 硝酸濃度大 向上拉動活塞a，試管內(nèi)液面上方出現(xiàn)紅棕色氣體 Cu(OH)2(或CuO等) 增多 水 濃硝酸 C中溶液變綠

【解析】

(一)Cu與硝酸反應(yīng)，濃度不同，反應(yīng)速率不同；稀硝酸反應(yīng)后溶液呈藍(lán)色，濃硝酸反應(yīng)后溶液呈現(xiàn)綠色；若是由于NO2溶解所致，可通過減少NO2的含量，觀察溶液顏色進行判斷或通過增大溶液中Cu2+濃度，觀察溶液顏色是否發(fā)生變化，判斷導(dǎo)致原因是Cu2+濃度大小還是NO2的溶解；

(二)對于溶液顏色變化是否由NO3-濃度變化引起，可以根據(jù)NO3-濃度較小時溶液的顏色及濃度較大時溶液的顏色的異同作出判斷。

(1)試管Ⅰ中Cu與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生硝酸銅、一氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

(2)Ⅱ中是銅與濃硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生硝酸銅、二氧化氮和水，II中物質(zhì)濃度大，反應(yīng)速率快；

(3)①若溶液顏色差異是NO2溶解所致，則可以通過向上拉動活塞a，減小裝置中NO2在溶液中的溶解度，就會看到試管內(nèi)液面上方出現(xiàn)紅棕色氣體觀察溶液的顏色是否變?yōu)樗{(lán)色；

②若向另一份溶液中加入含有Cu元素的物質(zhì)，如CuO或Cu(OH)2，物質(zhì)溶解，使溶液中Cu2+濃度增大，若溶液仍為藍(lán)色。證實假設(shè)1不成立，假設(shè)2成立。

(4)解釋1. HNO3濃度越稀，溶液中NO3-的數(shù)目越少，被還原時，每個NO3-從還原劑處獲得較多電子的機會增多，被還原為較低的價態(tài)；

解釋2.①Cu與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO2氣體，NO2氣體與B中水發(fā)生反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO，將產(chǎn)生的NO氣體通入到C溶液中，②C中含有較多NO3-離子，盛放Cu(NO3)2和濃硝酸，若C中溶液變?yōu)榫G色，就證明解釋1正確，否則2正確。