Question

【题目】某研究性学习小组利用下图装置研究硝酸的性质。

Ⅰ实验一：甲同学用图1装置来证实稀硝酸与铜反应生成NO。

（1）请写出稀HNO3与Cu反应的离子方程式___。

（2）从A中向U形管中注满稀硝酸后，关闭A，待反应结束后，如何证明生成的无色气体气体是NO，操作是___。

（3）图2收集NO气体的各种装置中，合理的是___(填序号，多选不给分)。

（4）在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol·L－1、0.2mol·L－1，向该混合液中加入2.56g铜粉，加热待充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是___。

Ⅱ.实验二、乙组同学利用上述装置完成浓硝酸与铜的反应

（5）同学们发现实验室里有几瓶浓硝酸呈黄色，请用化学方程式和简单的文字说明解释这种现象___。

（6）同学们发现反应后的溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了NO2气体所致。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。

这些方案中可行的是___(填序号，多选不给分)

①加热该绿色溶液，观察颜色变化

②加水稀释绿色溶液，观察颜色变化

③向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化

④向饱和硝酸铜溶液中通入NO2气体，观察颜色变化

Answer 1

【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 打开活塞A，使少量气体进入干燥管中，气体由无色变成红棕色，则证明有NO生成 CE c（Cu2+）=0.3mol/L 4HNO3（浓）4NO2↑+O2↑+2H2O，产生的NO2溶解在水中使溶液呈黄色 ①③④

【解析】

（1）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮、水；

（2）根据一氧化氮与氧气反应生成红棕色二氧化氮验证NO；

（3）根据NO的性质选择收集方法；

（4）根据3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O计算反应后Cu2+的物质的量浓度；

（5）浓硝酸易分解；

（6）要证明是Cu（NO3）2浓度过高或是溶解了NO2导致装置中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的NO2赶走再观察颜色变化，二是改变溶液中Cu（NO3）2溶液的浓度观察反应后的颜色变化。

（1）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，反应的离子方程式是3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（2）一氧化氮与氧气反应生成红棕色二氧化氮，打开活塞A，使少量气体进入干燥管中，气体由无色变成红棕色，则证明有NO生成；

（3）NO与氧气反应生成NO2，NO难溶于水，所以收集NO只能用排水法，不选AB，D装置长进短出，不能收集NO，不选D，故选CE；

（4）2.56g铜粉的物质的量是0.04mol，在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol·L－1、0.2mol·L－1，则H+的物质的量是0.08mol，NO3-的物质的量是0.04mol，根据3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，硝酸根离子过量，氢离子不足，0.08mol H+，溶解0.03molCu，生成 Cu2+的物质的量为0.03mol，c（Cu2+）=0.03mol÷0.1L =0.3mol/L；

(5). 浓硝酸易分解，4HNO3（浓）4NO2↑+O2↑+2H2O，产生的NO2溶解在水中使溶液呈黄色；

(6)①．加热该绿色溶液，二氧化氮气体挥发，通过颜色变化，可证明溶液颜色的变化原因，故选①；

②．加水稀释绿色溶液，Cu（NO3）2浓度降低同时二氧化氮和水反应，不能证明溶液颜色的变化原因，故不选②；

③．向该绿色溶液中通入氮气，可将二氧化氮气体排出，可证明溶液颜色的变化原因，故选③；

④．向饱和硝酸铜溶液中通入NO2气体，如颜色变为绿色，可证明溶液颜色的变化原因，故选④。