问题 实验题

某小组对Cu与浓HNO3的反应进行研究。记录如下:

I.Cu与浓HN03反应的化学方程式是                                     

II.探究实验1中溶液A呈绿色而不是蓝色的原因。

(1)甲认为溶液呈绿色是由Cu2+离子浓度较大引起的。乙根据实验记录,认为此观点不正确,乙的依据是                                         

(2)乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO2引起的。进行实验2:先将NO2通入B中,再鼓入N2。结果证实假设成立。则以上两步操作对应的现象分别是                               

(3)为深入研究,丙查阅资料,有如下信息:

i.溶有NO2的、浓HNO3呈黄色;水或稀HNO3中通少量NO2溶液呈无色。

ii.NO2溶于水,会发生反应2NO2+H2O =HNO3+HNO2HNO2是弱酸,只能稳定存在于冷、稀的溶液中,否则易分解。

iii.NO2能与Cu2+反应:Cu2+(蓝色)+4 NO2-Cu(NO242-(绿色)

据此,丙进一步假设:

①可能是A中剩余的浓HNO3溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO32的蓝色溶液混合而形成的绿色;

②可能是A中生成了Cu(NO22—4使溶液呈绿色。

丙进行如下实验:

①亚硝酸分解的化学方程式是                                          

②请用平衡原理解释加入稀H2SO4后绿色溶液变蓝的原因:                           

(4)根据实验得出结论:实验l中溶液A呈绿色的主要原因是                ,请依据实验现象阐述理由:                                           

答案

Ⅰ、Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O  (2分)

Ⅱ、(1)溶液A和溶液B中,c(Cu2+)基本相同; (2分)

(2)溶液由蓝变绿,(1分) 溶液由绿变蓝, (1分) 有红棕色气体逸出 (1分)

(3)①3 HNO2= HNO3+2NO↑+H2O (2分)

②加入稀硫酸 ,抑制HNO2的电离,并使HNO2分解,降低c(NO2-),造成Cu2++4 NO2-Cu(NO242-平衡向逆反应方向移动,绿色变蓝色; (2分)

(4)A中剩余浓硝酸溶解了NO2得到黄色溶液与Cu(NO3)2蓝色溶液混合而形成的绿色;(2分)

实验4中加稀硫酸,溶液变为蓝色,说明酸性较强的A溶液中NO2-不能大量存在,因此,A溶液中绿色的Cu(NO242-不能大量存在,Cu2+和NO2-反应生成Cu(NO242-不是使溶液呈绿色的主要原因。(2分)

题目分析:Ⅰ、Cu与浓HN03反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;

Ⅱ、(1)铜片完全溶解后,溶液A和溶液B中,c(Cu2+)基本相同;

(2)乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO2引起的,当将NO2通入B中时溶液应由蓝变绿,再通入氮气,红棕色二氧化氮气体逸出,溶液又由绿变回蓝色;

(3)①HNO2中氮元素为+3价,分解时应发生歧化反应,化学方程式为3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O

②从化学平衡移动角度分析。HNO2是弱酸,只能稳定存在于冷、稀的溶液中,否则易分解。加入稀硫酸 ,抑制HNO2的电离,并促使HNO2分解,降低c(NO2-),造成Cu2++4 NO2-Cu(NO242-平衡向逆反应方向移动,绿色变蓝色;

(4)由实验3得溶液呈绿色的主要原因是A中剩余浓硝酸溶解了NO2得到黄色溶液与Cu(NO3)2蓝色溶液混合而形成的绿色;实验4中加稀硫酸,溶液变为蓝色,说明酸性较强的A溶液中NO2-不能大量存在,因此,A溶液中绿色的Cu(NO242-不能大量存在,Cu2+和NO2-反应生成Cu(NO242-不是使溶液呈绿色的主要原因。

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