化学小组探究铜与硝酸反应的快慢及产物。
(1)实验甲:将铜片放入盛有稀HNO3的试管中,开始无明显现象,渐有小气泡生成,该气体是NONO。液面上方出现浅红棕色气体,溶液呈蓝色。
(2)实验乙:铜与浓HNO3反应,装置、现象如表:
实验装置 | 实验现象 |
![]() |
A中:最初反应较慢,随后加快,反应剧烈;产生红棕色气体;溶液呈绿色。 B中:溶液呈淡蓝色。 |
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
。②实验现象“最初反应较慢,随后加快”的原因可能是
反应放热,随着反应的进行,体系温度升高
反应放热,随着反应的进行,体系温度升高
。(3)有文献记载:铜与浓HNO3反应一旦发生就变快,是因为开始生成的NO2溶于水形成HNO2(弱酸,不稳定),它再和Cu反应,反应就加快。实验探究如下:
Ⅰ:向1mL浓硝酸中加入几滴30% H2O2溶液、铜片,反应较慢,溶液呈蓝色。
Ⅱ:向1mL浓硝酸中加入几滴30% H2O2溶液,无明显变化。
①Ⅰ中反应变慢的原因是
H2O2与HNO2发生反应导致c(HNO2)降低
H2O2与HNO2发生反应导致c(HNO2)降低
。②NO2与H2O反应生成HNO2和
HNO3
HNO3
。③对生成HNO2后反应变快的原因进行实验探究。
序号 | 实验操作 | 实验现象 |
Ⅲ | 取B中溶液,加入一定量 NaNO2 NaNO2 固体,再加入铜片 |
立即产生无色气体;液面上方呈红棕色 |
Ⅳ | 取B中溶液,放置一段时间,溶液变为无色后,再加入铜片 | 产生无色气体,较Ⅲ慢;液面上方呈浅红棕色 |
NaNO2
NaNO2
。b.Ⅳ中“放置一段时间”的目的是
使HNO2完全分解
使HNO2完全分解
。实验Ⅲ、Ⅳ可以说明,HNO2氧化Cu的反应速率比HNO3氧化Cu的反应快。
(4)化学小组同学结合实验甲、乙中HNO3被还原后的气体产物以及实验Ⅲ的产物,综合上述实验,分析判断甲中反应慢的原因,除了硝酸起始浓度小、反应过程中温度较低外,另一个重要原因是
稀硝酸不能将NO氧化为NO2,体系中不能发生NO2与水生成HNO2的反应
稀硝酸不能将NO氧化为NO2,体系中不能发生NO2与水生成HNO2的反应
。【答案】NO;Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;反应放热,随着反应的进行,体系温度升高;H2O2与HNO2发生反应导致c(HNO2)降低;HNO3;NaNO2;NaNO2;使HNO2完全分解;稀硝酸不能将NO氧化为NO2,体系中不能发生NO2与水生成HNO2的反应
【解答】
【点评】
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