Question

【题目】同学们通过学习知道铜与盐酸、稀硫酸不能发生反应，但却发现化学老师用铜与浓硝酸制备出了NO2气体去做物理实验。同学们对此很感兴趣，在实验室对铜与硝酸的反应进行了探究。

实验I		实验II
实验装置	实验现象	实验装置	实验现象
	铜片逐渐消失， 有无色气泡产生，试管中上部有红棕色气体出现；溶液由无色变为蓝色		铜片逐渐消失， 产生红棕色气体，溶液由无色变为绿色

（探究一）实验I中产生的无色气体是什么？

（查阅资料）

（1）硝酸（HNO3）与Cu反应生成硝酸铜和含氮元素的化合物；硝酸铜溶液呈蓝色

（2）含氮元素的某些气态物质的物理性质

	NH3	NO	NO2
颜色	无色	无色	红棕色
气味	刺激性		刺激性
溶解性	极易溶于水	难溶于水	可溶于水或硝酸

（3）NO2与水反应生成无色的硝酸和NO气体

（猜想与假设）无色气体可能是：①NH3 ②NO

（进行实验）同学们利用下图装置对产生的无色气体进行检验。

实验操作	实验现象
1. 打开弹簧夹，通入N2，一段时间后，关闭弹簧夹	B、C中导管口有无色气泡冒出
2. 将C中导管伸入集气瓶中，打开分液漏斗的活塞，滴入一定量稀硝酸，关闭活塞	A中有无色气泡产生 B中导管口有无色气泡冒出 C中集气瓶内收集到无色气体
3. 从水槽中取出集气瓶，敞口置于空气中	无色气体变为红棕色
4. 取少量B中液体于试管中，滴加无色酚酞溶液	试管中溶液颜色无明显变化

（解释与结论）

（1）操作1中，通入N2的目的是_____。

（2）同学们认为猜想①不正确，理由是_____。

（3）无色气体具有的化学性质是_____。

（探究二）为什么实验II中的溶液呈绿色而不是蓝色？

（猜想与假设）①溶液中硝酸铜的质量分数较高②硝酸铜溶液中溶解了生成的气体

（设计实验）同学们设计了以下4个实验方案。

方案1	配制饱和硝酸铜溶液并稀释至不同的浓度，观察溶液颜色变化
方案2	加水稀释实验II所得的绿色溶液，观察溶液颜色变化
方案3	取实验II所得的绿色溶液，加热，观察溶液颜色变化
方案4	配制饱和硝酸铜溶液，……

（反思与评价）

（1）“方案1”和“方案3”中，能验证猜想②的是_____。

（2）“方案2”不能验证猜想①的原因是_____。

（3）“方案4”也可验证猜想②，该方案是：配制饱和硝酸铜溶液，_____。

（4）通过实验I、II与已有知识的对比，可得出的结论是_____（答一条即可）。

Answer 1

【答案】排出装置中的空气，防止干扰 B中液体加酚酞溶液不变色，说明不是氨气 能与氧气反应 方案3 方案2中加水既改变了硝酸铜溶液的质量分数，又能与NO2反应，不能验证猜想① 通入NO2气体，观察溶液颜色的变化 硝酸浓度不同，产物不同

【解析】

探究一 解释与结论：

（1）操作1中，通入N2的目的是赶走装置中的空气，防止干扰。故填：排出装置中的空气，防止干扰。

（2）同学们认为猜想①氨气不正确，理由是氨气遇到水会反应生成氨水，氨水呈碱性，遇到酚酞会是无色酚酞变红，而B中液体加酚酞溶液不变色，说明不是氨气。故填：B中液体加酚酞溶液不变色，说明不是氨气。

（3）从水槽中取出集气瓶，敞口置于空气中，无色气体变为红棕色，说明无色气体能与氧气反应。故填：能与氧气反应。

探究二 反思与评价：

（1）“方案1”变量是不同的浓度硝酸铜溶液，可验证猜想探究一，“方案3” 取实验II所得的绿色溶液，加热，加热前后颜色对比，能验证猜想②。故填：方案3。

（2）根据资料可知，二氧化氮能与水反应，而“方案2”中加水既改变了硝酸铜的质量分数，又能与二氧化氮反应，不能验证猜想①。故填：方案2中加水既改变了硝酸铜溶液的质量分数，又能与NO2反应，不能验证猜想①。

（3）猜想②硝酸铜溶液中溶解了生成的气体，“方案4”要验证猜想②，必须控制有无NO2气体做对比，所以该方案是：配制饱和硝酸铜溶液，通入NO2气体，观察溶液颜色的变化。故填：配制饱和硝酸铜溶液，通入NO2气体，观察溶液颜色的变化。

（4）通过实验I、II与已有知识的对比，铜分别与稀硝酸和浓硝酸反应时产生的物质不同，可得出的结论是：硝酸浓度不同，产物不同。故填：硝酸浓度不同，产物不同。