(15分)已知硝酸铜溶液呈蓝色。但在铜与浓硝酸、稀硝酸反应的实验中,同学们发现,除了生成的气体颜色不相同外,最终溶液的颜色也不相同:前者呈绿色,而后者呈蓝色。
甲、乙二位同学为此进行了实验探究。
甲:在I、II两支试管中分别加入等体积的浓HNO3和稀HNO3,再向两支试管中分别投入等质量的铜片,充分反应后铜均无剩余。结果:I中溶液呈绿色,II中溶液呈蓝色。
乙:分别取I中的绿色溶液于两支试管Ⅲ、IV中,对试管Ⅲ进行多次振荡、静置,最终溶液颜色由绿色转变为深蓝色;向试管IV中缓缓加水并不停振荡,观察到溶液由绿色变为深蓝色,最后变为淡蓝色。
请回答下列问题:
(1)分别写出Cu与浓HNO3、稀HNO3反应的化学方程式:__________、__________。
(2)甲的实验_______(“能”或“不能”)说明溶液呈现不同的颜色与其物质的量浓度无关,这是因为充分反应后,I、II两试管中Cu(NO3)2溶液的物质的量浓度_______(填“相等”或“不相等”)。
(3)请你根据乙的实验,推测Cu与浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因是________
_______________________________________________________________。
(4)请设计一个方案,验证你所得到的上述结论:____________________________。
(1)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(2分)
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(2分)
(2)能(2分) 相等(2分)
(3)反应产生的NO2部分溶解于浓硝酸中呈黄色,与蓝色的硝酸铜溶液混合而使溶液呈绿色(3分)
(4)方案一:取Cu与浓HNO3反应后的绿色溶液,向其中通入足量的空气(或氧气),溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色,最终变为蓝色。
方案二:取Cu与浓HNO3反应后的绿色溶液,加热,溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色,最终变为蓝色(可任选其中一个作答)。(4分)