某研究性学习小组在做Cu和浓HNO3、稀HNO3反应的实验时,发现生成溶液的颜色有差别.Cu和浓HNO3反应后的溶液为鲜艳的绿色,而Cu和稀HNO3反应后的溶液为蓝色.
(1)写出Cu和浓HNO3反应的化学方程式:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O.
(2)该研究性小组成员对反应后生成的溶液颜色差别进行了实验探究.
甲同学认为:绿色是硝酸铜溶液浓度较大引起的,即Cu(NO3)2浓溶液显绿色,Cu(NO3)2稀溶液显蓝色.
乙同学认为:绿色是NO2溶于Cu2+的溶液引起的.
①甲同学用Cu(NO3)2晶体配制成稀溶液,溶液为浅蓝色,随着Cu(NO3)2固体的加入,最终配成饱和溶液,颜色逐渐变深,但始终是蓝色.该现象可证明甲同学推测 不合理不合理(填“合理”或“不合理”).
②乙同学将Cu与浓HNO3反应后的绿色溶液稍微加热,放出大量红棕色气体,溶液变为 蓝蓝色,证明乙同学推测可能成立.
③乙同学设计实验进一步探究,向不同浓度的铜盐溶液中通入NO2气体,实验数据和实验现象如下表:
不同浓度铜盐溶液中通入NO2气体的现象
实验编号 | ① | ② | ③ | ④ |
饱和Cu(NO3)2溶液体积/mL | 2 | 1 | 0 | 0 |
蒸馏水体积/mL | 0 | 1 | 0 | 1 |
饱和CuSO4溶液体积/mL | 0 | 0 | 2 | 1 |
现象 | 蓝绿色 | 蓝绿色 | 绿色 | 绿色 |
溶液呈绿色与Cu2+浓度无关
溶液呈绿色与Cu2+浓度无关
.对比铜与浓硝酸的反应,生成的部分NO2也会溶入溶液,使溶液呈现绿色.说明“反应混合液”呈绿色确实与NO2气体溶解有关.(3)丙同学查阅文献:浓硝酸和铜的反应因为有亚硝酸(HNO2)生成,进而可以和Cu2+结合成亚硝酸化合物,而铜的亚硝酸化合物是绿色的.
①丙同学设计实验验证生成了亚硝酸(HNO2),取一支试管加入浓硝酸1mL,插入铜丝后,快速反应,有红棕色气体放出,溶液为绿色;然后加入3滴30%的H2O2溶液,振荡后溶液变为蓝色.分析原因是H2O2和反应过程中生成的HNO2发生了氧化还原反应,写出H2O2和HNO2反应的化学方程式:
H2O2+HNO2=HNO3+H2O
H2O2+HNO2=HNO3+H2O
.②丙同学继续设计实验验证.取1mol/LCu(NO3)2溶液2mL,加入1mol/L的NaNO2溶液3滴,观察溶液变为绿色,再加入3滴30%H2O2和1滴浓硝酸.溶液很快由绿色变为蓝色.由此可以得到Cu和浓HNO3反应后的溶液为绿色的原因是:
铜和浓硝酸反应时会生成铜的亚硝酸化合物使溶液呈绿色
铜和浓硝酸反应时会生成铜的亚硝酸化合物使溶液呈绿色
.【答案】Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;不合理;蓝;溶液呈绿色与Cu2+浓度无关;H2O2+HNO2=HNO3+H2O;铜和浓硝酸反应时会生成铜的亚硝酸化合物使溶液呈绿色
【解答】
【点评】
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