某实验小组在研究硝酸与铜的反应时,发现稀硝酸和铜反应后的混合液为蓝色,而浓硝酸和铜反应后的混合液为绿色,为此对产生绿色的原因开展探究。按要求完成下列问题:
【猜想假设】
(1)假设1:硝酸铜溶液颜色与溶液浓度有关硝酸铜溶液颜色与溶液浓度有关。
假设2:硝酸铜溶液中溶解了NO2
【实验操作及现象分析】
实验一:向蒸馏水中不断加入硝酸铜晶体,最终配成饱和溶液。配制过程中溶液颜色始终是蓝色,未见绿色出现。
甲同学根据实验一的现象证明了假设1不成立,请补全假设。
实验二:
(2)甲同学在实验一的基础上继续开展了实验二,并初步验证了假设2成立,他的实验操作及现象是 加热硝酸铜溶液,温度升高二氧化氮气体溶解度减小而逸出,放出红棕色气体,溶液颜色变为蓝色,说明颜色的变化与溶解了二氧化氮气体有关加热硝酸铜溶液,温度升高二氧化氮气体溶解度减小而逸出,放出红棕色气体,溶液颜色变为蓝色,说明颜色的变化与溶解了二氧化氮气体有关。
乙同学认为假设2不严谨,用以下实验对假设2进行了深入探究:
实验三:
操作及试剂 | 现象 |
向浓硝酸和铜反应后的混合液中通入N2 | 大量红棕色气体放出,短时间内溶液仍保持绿色。长时间后变成蓝色 |
向混合溶液中通入氮气会将溶液中溶解的二氧化氮气体带出,而溶液仍保持一段时间绿色
向混合溶液中通入氮气会将溶液中溶解的二氧化氮气体带出,而溶液仍保持一段时间绿色
。(4)乙同学查阅资料发现:
①铜与浓硝酸反应后溶液呈现绿色是由于HNO2(或NO2-)与铜离子作用的结果。
②金属和浓HNO3的反应一旦发生后速率不断加快。原因是过程中有HNO2生成。如Cu和浓HNO3反应,开始生成的NO2溶于水形成HNO2,它再和Cu反应,速率就大大加快。
请依据资料完成以下离子反应方程式。
i
2
2
NO2+1
1
H2O═1
1
HNO2+H+
H+
+NO3-
NO3-
;iiCu+2HNO2+
2H+
2H+
=Cu2+
Cu2+
+2H2O
2H2O
+2NO↑
2NO↑
;iii2NO+4H++4NO3-=6NO2+2H2O。
实验四:乙同学通过以下实验证实了反应过程中HNO2的生成。
实验 | 操作 | 现象 |
1 | 向试管a中加入lmL浓硝酸,再插入铜丝 | 快速产生红棕色气体,溶液变为绿色 |
2 | 向试管b中加入1mL浓硝酸,3滴蒸馏水,再插入铜丝 | 快速产生红棕色气体溶液变为绿色 |
3 | 向试管c中加入1mL浓硝酸,3滴30%H2O2,再插入铜丝 | 反应较慢,溶液变为蓝色 |
过氧化氢具有强氧化性,和亚硝酸反应生成硝酸,导致溶液中亚硝酸的浓度降低
过氧化氢具有强氧化性,和亚硝酸反应生成硝酸,导致溶液中亚硝酸的浓度降低
。【答案】硝酸铜溶液颜色与溶液浓度有关;加热硝酸铜溶液,温度升高二氧化氮气体溶解度减小而逸出,放出红棕色气体,溶液颜色变为蓝色,说明颜色的变化与溶解了二氧化氮气体有关;向混合溶液中通入氮气会将溶液中溶解的二氧化氮气体带出,而溶液仍保持一段时间绿色;2;1;1;H+;NO3-;2H+;Cu2+;2H2O;2NO↑;过氧化氢具有强氧化性,和亚硝酸反应生成硝酸,导致溶液中亚硝酸的浓度降低
【解答】
【点评】
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