29.在學(xué)習(xí)金屬的化學(xué)性質(zhì)時,同學(xué)們對金屬與酸的反應(yīng)比較感興趣。
通過學(xué)習(xí)我們知道,銅與稀硫酸在常溫或加熱的條件下均不反應(yīng)。那么,銅與濃硫酸能否發(fā)生反應(yīng)呢?小明將一小塊銅片放入試管中,加入足量濃硫酸,觀察到無明顯現(xiàn)象出現(xiàn);接著用酒精燈加熱上述試管,發(fā)現(xiàn)銅片上有氣泡出現(xiàn),有刺激性氣味的氣體逸出試管。小明認為這說明銅與濃硫酸在常溫下不反應(yīng),但在加熱條件下能反應(yīng)。聞到的刺激性氣味氣體是什么?該反應(yīng)還有什么物質(zhì)生成?小明進行了進一步探究。
探究一:銅與濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物有哪些?
【查閱資料】(1)SO2有刺激性氣味,能和NaOH等堿溶液反應(yīng)生成鹽和水。
(2)SO2能使紅色的品紅溶液褪色,加熱后又能恢復(fù)原來的紅色。
【設(shè)計實驗】
實驗步驟 |
實驗現(xiàn)象 |
實驗結(jié)論 |
如圖所示,對裝有銅片和濃硫酸的試管1進行加熱。 |
銅片上有氣泡出現(xiàn),紅色品紅溶液褪色。 |
銅與濃硫酸反應(yīng)生成了① (填物質(zhì)化學(xué)式)。 |
停止加熱,取出裝品紅溶液的試管2,并對其加熱。 |
褪色的品紅溶液又恢復(fù)紅色。 |
將試管1中的溶液慢慢倒入水中,觀察。 |
溶液呈② 色。 |
銅與濃硫酸反應(yīng)生成了含銅離子的溶液。 |
【實驗結(jié)論】銅與濃硫酸反應(yīng)生成的所有產(chǎn)物為:
。
小明向裝有銅片和稀硫酸的試管中加入適量KNO
3溶液后,驚奇地發(fā)現(xiàn)銅片逐漸溶解,有無色氣體產(chǎn)生,且該氣體與空氣接觸后變成紅棕色的氣體,最后銅片完全溶解。銅片與什么物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?產(chǎn)生的氣體是什么?小明對此進行了探究。
探究二:銅在稀硫酸和KNO
3溶液的混合液中,與什么物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)?
由于生成的氣體與空氣接觸后變成紅棕色氣體,所以小明認為該氣體一定不是H
2。
【查閱資料】NO是一種無色氣體,與空氣接觸后會生成紅棕色的NO
2氣體。
【提出猜想】猜想一:銅片與KNO
3溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng);
猜想二:銅片與④
(填化學(xué)式)(代號為A)溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
猜想三:銅片與稀硝酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng);
【設(shè)計實驗】小明設(shè)計了下面的實驗方案,并進行實驗。
實驗步驟 |
實驗現(xiàn)象 |
實驗結(jié)論 |
(1)將銅片加入KNO3溶液中。 |
銅片不溶解。 |
猜想一錯誤 |
(2)將銅片加入A溶液中。 |
銅片不溶解。 |
猜想二錯誤 |
(3)將銅片加入到稀硝酸中。 |
銅片溶解,有無色氣體產(chǎn)生,該氣體與空氣接觸后變成紅棕色的氣體,溶液由無色變成藍色。 |
猜想三正確 |
【實驗結(jié)論】猜想三成立。請寫出銅片與稀硝酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式⑤
。
【交流討論】從發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的條件來看,稀硫酸和KNO
3溶液不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。那你認為銅片是如何與稀硝酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的呢?請從離子的角度進行分析:⑥
。
【拓展研究】以銅片和硝酸為原料來制取硝酸銅[Cu(NO
3)
2],有以下不同的方案:
方案一:上述探究二中銅片與稀硝酸的反應(yīng)
方案二:Cu+4HNO
3(濃)=Cu(NO
3)
2+2NO
2↑+2H
2O
方案三:2Cu+O
2+4HNO
3(?。?2Cu(NO
3)
2+2H
2O
你認為選擇哪個方案最適宜?選擇的理由是什么(寫一點即可)?⑦
。