Question

【題目】某學習小組探究稀HNO3、濃HNO3與銅的反應。

裝置（尾氣處理裝置略）	現象
	Ⅰ中開始無明顯現象，漸有小氣泡生成，越來越劇烈，液面上方出現淺紅棕色氣體，溶液呈藍色。
	Ⅱ中反應劇烈，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反應的化學方程式是________。

(2)Ⅱ中反應的速率比Ⅰ中的快，原因是________。

(3)針對Ⅱ中溶液呈綠色的原因，提出假設：

假設1：Cu2+的濃度較大所致；

假設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“現象”)，證實Ⅱ中溶解了NO2。

②向另一份溶液加入_____（填化學試劑），溶液變為藍色。證實假設1不成立，假設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。

解釋2．推測下列平衡導致了產物的不同，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的實驗現象是________。

Answer 1

【答案】3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 硝酸濃度大 向上拉動活塞a，試管內液面上方出現紅棕色氣體 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，濃度不同，反應速率不同；稀硝酸反應后溶液呈藍色，濃硝酸反應后溶液呈現綠色；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生變化，判斷導致原因是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反應產生硝酸銅、一氧化氮和水，反應的化學方程式是3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

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

(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，就會看到試管內液面上方出現紅棕色氣體觀察溶液的顏色是否變為藍色；

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

(4)解釋1. HNO3濃度越稀，溶液中NO3-的數目越少，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；

解釋2.①Cu與濃硝酸反應產生NO2氣體，NO2氣體與B中水發生反應：3NO2+H2O=2HNO3+NO，將產生的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中溶液變為綠色，就證明解釋1正確，否則2正確。