某小组同学探究铜和浓硝酸的反应,进行如下实验:
实验1:分别取3mL浓硝酸与不同质量的铜粉充分反应,铜粉完全溶解,溶液颜色如表:
编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
铜粉质量/g | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
溶液颜色 | 绿色 | 草绿色 | 蓝绿色偏绿 | 蓝绿色偏蓝 | 蓝色 |
Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O
NO
-
3
Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O
。NO
-
3
(2)小组同学认为溶液呈绿色的可能原因是:
猜想1:硝酸铜浓度较高,溶液呈绿色;
猜想2:NO2溶解在硝酸铜溶液中,溶液呈绿色。
依据实验1中的现象,判断猜想1是否合理,并说明理由:
否,根据题意,铜粉完全溶解,则随着铜粉质量的增加,溶液中硝酸铜的浓度浓度不断增大,但溶液颜色由绿色逐渐变为蓝色,与假设1不符
否,根据题意,铜粉完全溶解,则随着铜粉质量的增加,溶液中硝酸铜的浓度浓度不断增大,但溶液颜色由绿色逐渐变为蓝色,与假设1不符
。(3)取⑤中溶液,
通入NO2,若溶液变为绿色
通入NO2,若溶液变为绿色
(填操作和现象),证实猜想2成立。(4)小组同学进行如下实验也证实了猜想2成立。
实验2:向①中溶液以相同流速分别通入N2和空气,观察现象。
通入气体 | 氮气 | 空气 |
现象 | 液面上方出现明显的红棕色气体,25min后溶液变为蓝色 | 液面上方出现明显的红棕色气体,5min后溶液变为蓝色 |
bd
bd
(填字母序号)。a.①中溶液通入N2时,N2被缓慢氧化为NO2
b.①中溶液里某还原性微粒与绿色有关,通入空气时较快被氧化
c.空气中的CO2溶于水显酸性,促进了溶液变蓝色
d.加热溶液①后,可能观察到溶液变蓝的现象
(5)小组同学继续探究实验2中现象的差异,并查阅文献知:
ⅰ.“可溶性铜盐中溶解亚硝酸 (HNO2)”可能是实验①中溶液显绿色的主要原因
ⅱ.NO2在溶液中存在:
反应1:2NO2+H2O⇌HNO3+HNO2(慢)
反应2:2HNO2⇌NO2+NO+H2O(快)
解释实验2中“通入氮气变蓝慢,通入空气变蓝快”的原因
N2不与NO2、NO、HNO2等物质反应,故通入氮气对平衡移动没有影响,通入空气时,NO与空气中的O2发生反应2NO+O2=2NO2,溶液中NO的浓度降低,使反应2向正反应方向移动,亚硝酸浓度降低的快,故溶液颜色变蓝快
N2不与NO2、NO、HNO2等物质反应,故通入氮气对平衡移动没有影响,通入空气时,NO与空气中的O2发生反应2NO+O2=2NO2,溶液中NO的浓度降低,使反应2向正反应方向移动,亚硝酸浓度降低的快,故溶液颜色变蓝快
。(6)小组同学为确认亚硝酸参与了形成绿色溶液的过程,继续进行实验。
实验3:取3份等体积的①中绿色溶液,分别加入不同物质,观察现象。
加入物质 | 固体 | 3滴30%H2O2溶液 | 3滴水 |
现象 | 溶液绿色变深 | 溶液迅速变为蓝色 | 溶液颜色几乎不变 |
NaNO2
NaNO2
(填化学式),加入H2O2后溶液迅速变蓝可能的原因是(用化学方程式表示):H2O2+2NO2═2HNO3,H2O2+HNO2═HNO3+H2O
H2O2+HNO2═HNO3+H2O
,3H2O2+2NO═2HNO3+2H2O
3H2O2+2NO═2HNO3+2H2O
。【答案】Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O;否,根据题意,铜粉完全溶解,则随着铜粉质量的增加,溶液中硝酸铜的浓度浓度不断增大,但溶液颜色由绿色逐渐变为蓝色,与假设1不符;通入NO2,若溶液变为绿色;bd;N2不与NO2、NO、HNO2等物质反应,故通入氮气对平衡移动没有影响,通入空气时,NO与空气中的O2发生反应2NO+O2=2NO2,溶液中NO的浓度降低,使反应2向正反应方向移动,亚硝酸浓度降低的快,故溶液颜色变蓝快;NaNO2;H2O2+HNO2═HNO3+H2O;3H2O2+2NO═2HNO3+2H2O
NO
-
3
【解答】
【点评】
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发布:2024/7/11 8:0:9组卷:84引用:7难度:0.5
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