Question

【題目】同學們通過學習知道銅與鹽酸、稀硫酸不能發生反應，但卻發現化學老師用銅與濃硝酸制備出了NO2氣體去做物理實驗。同學們對此很感興趣，在實驗室對銅與硝酸的反應進行了探究。

實驗I		實驗II
實驗裝置	實驗現象	實驗裝置	實驗現象
	銅片逐漸消失， 有無色氣泡產生，試管中上部有紅棕色氣體出現；溶液由無色變為藍色		銅片逐漸消失， 產生紅棕色氣體，溶液由無色變為綠色

（探究一）實驗I中產生的無色氣體是什么？

（查閱資料）

（1）硝酸（HNO3）與Cu反應生成硝酸銅和含氮元素的化合物；硝酸銅溶液呈藍色

（2）含氮元素的某些氣態物質的物理性質

	NH3	NO	NO2
顏色	無色	無色	紅棕色
氣味	刺激性		刺激性
溶解性	極易溶于水	難溶于水	可溶于水或硝酸

（3）NO2與水反應生成無色的硝酸和NO氣體

（猜想與假設）無色氣體可能是：①NH3 ②NO

（進行實驗）同學們利用下圖裝置對產生的無色氣體進行檢驗。

實驗操作	實驗現象
1. 打開彈簧夾，通入N2，一段時間后，關閉彈簧夾	B、C中導管口有無色氣泡冒出
2. 將C中導管伸入集氣瓶中，打開分液漏斗的活塞，滴入一定量稀硝酸，關閉活塞	A中有無色氣泡產生 B中導管口有無色氣泡冒出 C中集氣瓶內收集到無色氣體
3. 從水槽中取出集氣瓶，敞口置于空氣中	無色氣體變為紅棕色
4. 取少量B中液體于試管中，滴加無色酚酞溶液	試管中溶液顏色無明顯變化

（解釋與結論）

（1）操作1中，通入N2的目的是_____。

（2）同學們認為猜想①不正確，理由是_____。

（3）無色氣體具有的化學性質是_____。

（探究二）為什么實驗II中的溶液呈綠色而不是藍色？

（猜想與假設）①溶液中硝酸銅的質量分數較高②硝酸銅溶液中溶解了生成的氣體

（設計實驗）同學們設計了以下4個實驗方案。

方案1	配制飽和硝酸銅溶液并稀釋至不同的濃度，觀察溶液顏色變化
方案2	加水稀釋實驗II所得的綠色溶液，觀察溶液顏色變化
方案3	取實驗II所得的綠色溶液，加熱，觀察溶液顏色變化
方案4	配制飽和硝酸銅溶液，……

（反思與評價）

（1）“方案1”和“方案3”中，能驗證猜想②的是_____。

（2）“方案2”不能驗證猜想①的原因是_____。

（3）“方案4”也可驗證猜想②，該方案是：配制飽和硝酸銅溶液，_____。

（4）通過實驗I、II與已有知識的對比，可得出的結論是_____（答一條即可）。

Answer 1

【答案】排出裝置中的空氣，防止干擾 B中液體加酚酞溶液不變色，說明不是氨氣 能與氧氣反應 方案3 方案2中加水既改變了硝酸銅溶液的質量分數，又能與NO2反應，不能驗證猜想① 通入NO2氣體，觀察溶液顏色的變化 硝酸濃度不同，產物不同

【解析】

探究一 解釋與結論：

（1）操作1中，通入N2的目的是趕走裝置中的空氣，防止干擾。故填：排出裝置中的空氣，防止干擾。

（2）同學們認為猜想①氨氣不正確，理由是氨氣遇到水會反應生成氨水，氨水呈堿性，遇到酚酞會是無色酚酞變紅，而B中液體加酚酞溶液不變色，說明不是氨氣。故填：B中液體加酚酞溶液不變色，說明不是氨氣。

（3）從水槽中取出集氣瓶，敞口置于空氣中，無色氣體變為紅棕色，說明無色氣體能與氧氣反應。故填：能與氧氣反應。

探究二 反思與評價：

（1）“方案1”變量是不同的濃度硝酸銅溶液，可驗證猜想探究一，“方案3” 取實驗II所得的綠色溶液，加熱，加熱前后顏色對比，能驗證猜想②。故填：方案3。

（2）根據資料可知，二氧化氮能與水反應，而“方案2”中加水既改變了硝酸銅的質量分數，又能與二氧化氮反應，不能驗證猜想①。故填：方案2中加水既改變了硝酸銅溶液的質量分數，又能與NO2反應，不能驗證猜想①。

（3）猜想②硝酸銅溶液中溶解了生成的氣體，“方案4”要驗證猜想②，必須控制有無NO2氣體做對比，所以該方案是：配制飽和硝酸銅溶液，通入NO2氣體，觀察溶液顏色的變化。故填：配制飽和硝酸銅溶液，通入NO2氣體，觀察溶液顏色的變化。

（4）通過實驗I、II與已有知識的對比，銅分別與稀硝酸和濃硝酸反應時產生的物質不同，可得出的結論是：硝酸濃度不同，產物不同。故填：硝酸濃度不同，產物不同。