某小組同學探究銅和濃硝酸的反應(yīng),進行如下實驗:
實驗1:分別取3mL濃硝酸與不同質(zhì)量的銅粉充分反應(yīng),銅粉完全溶解,溶液顏色如表:
編號 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
銅粉質(zhì)量/g |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
溶液顏色 |
綠色 |
草綠色 |
藍綠色偏綠 |
藍綠色偏藍 |
藍色 |
(1)寫出銅和濃硝酸反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式:
。
(2)小組同學認為溶液呈綠色的可能原因是:
猜想1:硝酸銅濃度較高,溶液呈綠色;
猜想2:NO
2溶解在硝酸銅溶液中,溶液呈綠色。
依據(jù)實驗1中的現(xiàn)象,判斷猜想1是否合理,并說明理由:
否,根據(jù)題意,銅粉完全溶解,則隨著銅粉質(zhì)量的增加,溶液中硝酸銅的濃度濃度不斷增大,但溶液顏色由綠色逐漸變?yōu)樗{色,與假設(shè)1不符
否,根據(jù)題意,銅粉完全溶解,則隨著銅粉質(zhì)量的增加,溶液中硝酸銅的濃度濃度不斷增大,但溶液顏色由綠色逐漸變?yōu)樗{色,與假設(shè)1不符
。
(3)?、葜腥芤?,
通入NO2,若溶液變?yōu)榫G色
通入NO2,若溶液變?yōu)榫G色
(填操作和現(xiàn)象),證實猜想2成立。
(4)小組同學進行如下實驗也證實了猜想2成立。
實驗2:向①中溶液以相同流速分別通入N
2和空氣,觀察現(xiàn)象。
通入氣體 |
氮氣 |
空氣 |
現(xiàn)象 |
液面上方出現(xiàn)明顯的紅棕色氣體,25min后溶液變?yōu)樗{色 |
液面上方出現(xiàn)明顯的紅棕色氣體,5min后溶液變?yōu)樗{色 |
結(jié)合上述實驗現(xiàn)象,下列推測合理的是
bd
bd
(填字母序號)。
a.①中溶液通入N
2時,N
2被緩慢氧化為NO
2b.①中溶液里某還原性微粒與綠色有關(guān),通入空氣時較快被氧化
c.空氣中的CO
2溶于水顯酸性,促進了溶液變藍色
d.加熱溶液①后,可能觀察到溶液變藍的現(xiàn)象
(5)小組同學繼續(xù)探究實驗2中現(xiàn)象的差異,并查閱文獻知:
ⅰ.“可溶性銅鹽中溶解亞硝酸 (HNO
2)”可能是實驗①中溶液顯綠色的主要原因
ⅱ.NO
2在溶液中存在:
反應(yīng)1:2NO
2+H
2O?HNO
3+HNO
2(慢)
反應(yīng)2:2HNO
2?NO
2+NO+H
2O(快)
解釋實驗2中“通入氮氣變藍慢,通入空氣變藍快”的原因
N2不與NO2、NO、HNO2等物質(zhì)反應(yīng),故通入氮氣對平衡移動沒有影響,通入空氣時,NO與空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)2NO+O2=2NO2,溶液中NO的濃度降低,使反應(yīng)2向正反應(yīng)方向移動,亞硝酸濃度降低的快,故溶液顏色變藍快
N2不與NO2、NO、HNO2等物質(zhì)反應(yīng),故通入氮氣對平衡移動沒有影響,通入空氣時,NO與空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)2NO+O2=2NO2,溶液中NO的濃度降低,使反應(yīng)2向正反應(yīng)方向移動,亞硝酸濃度降低的快,故溶液顏色變藍快
。
(6)小組同學為確認亞硝酸參與了形成綠色溶液的過程,繼續(xù)進行實驗。
實驗3:取3份等體積的①中綠色溶液,分別加入不同物質(zhì),觀察現(xiàn)象。
加入物質(zhì) |
固體 |
3滴30%H2O2溶液 |
3滴水 |
現(xiàn)象 |
溶液綠色變深 |
溶液迅速變?yōu)樗{色 |
溶液顏色幾乎不變 |
實驗中加入的固體物質(zhì)是
NaNO2
NaNO2
(填化學式),加入H
2O
2后溶液迅速變藍可能的原因是(用化學方程式表示):H
2O
2+2NO
2═2HNO
3,
H2O2+HNO2═HNO3+H2O
H2O2+HNO2═HNO3+H2O
,
3H2O2+2NO═2HNO3+2H2O
3H2O2+2NO═2HNO3+2H2O
。
【答案】Cu+4H
++2
=Cu
2++2NO
2↑+2H
2O;否,根據(jù)題意,銅粉完全溶解,則隨著銅粉質(zhì)量的增加,溶液中硝酸銅的濃度濃度不斷增大,但溶液顏色由綠色逐漸變?yōu)樗{色,與假設(shè)1不符;通入NO
2,若溶液變?yōu)榫G色;bd;N
2不與NO
2、NO、HNO
2等物質(zhì)反應(yīng),故通入氮氣對平衡移動沒有影響,通入空氣時,NO與空氣中的O
2發(fā)生反應(yīng)2NO+O
2=2NO
2,溶液中NO的濃度降低,使反應(yīng)2向正反應(yīng)方向移動,亞硝酸濃度降低的快,故溶液顏色變藍快;NaNO
2;H
2O
2+HNO
2═HNO
3+H
2O;3H
2O
2+2NO═2HNO
3+2H
2O