Question

13．以下素材是某课外实验小组的实验记录，请根据实验记录回答有关问题．
实验内容：铜与硝酸反应有关问题的探讨．
实验器材：电线细铜丝，1mol•L^-1HNO₃，14mol•L^-1HNO₃，碱石灰，Cu（NO₃）₂晶体，玻璃丝，酒精灯，试管，夹持器械，火柴．实验记录如下．

步骤	实验操作	现象记录
1	将1g细铜丝放入盛有10mL1mol•L-1HNO3的试管中加热	铜丝表面有无色气体逸出，溶液变成天蓝色
2	将1g细铜丝放入盛有10mL的14mol•L-1HNO3的试管中	产生大量红棕色气体，溶液变为绿色，绿色由深到浅，未见到蓝色．
3	将硝酸铜晶体配成饱和溶液	深蓝色溶液
4	向饱和的硝酸铜溶液中不断滴加14mol•L-1HNO3	溶液仍呈深蓝色

已知：Cu²⁺可以和NH₃形成类似[Ag（NH₃）₂]⁺的复杂分子[Cu（NH₃）₄]²⁺，NH₃分子可以换成气体分子或离子．
请回答：
（1）稀硝酸与铜丝反应后，所得溶液呈天蓝色的化学粒子符号是[Cu（H₂O）₄]²⁺（写化学式）．
（2）使饱和硝酸铜溶液呈深蓝色的化学粒子符号可能是[Cu（H₂O）_4-x（NO₃）_x]^（2-x）（1＜x＜4）．
（3）有资料上介绍浓硝酸与铜丝反应后所得溶液颜色显蓝色，实验中得到却是绿色溶液，试写出显绿色的可能原因可能是还原产物NO₂溶入其中引起的，设计两种不同的简单的实验方法证明你的解释：方案①向饱和的硝酸铜溶液中通入大量的NO₂气体；方案②将浓硝酸与铜丝反应后的溶液加热（或方案③用水稀释）．

Answer 1

分析 （1）根据实验记录和已知信息“Cu²⁺可以和NH₃形成类似[Ag（NH₃）₂]⁺的复杂分子[Cu（NH₃）₄]²⁺，NH₃分子可以换成气体分子或离子”可知判断所得溶液呈天蓝色的化学粒子符号；
（2）与（1）对比：饱和硝酸铜溶液中c（（NO₃^-）大，根据已知信息推测使饱和硝酸铜溶液呈深蓝色的化学粒子符号；
（3）根据浓硝酸与铜丝反应产生大量红棕色气体，溶液变为绿色，绿色由深到浅，未见到蓝色可知，Cu（NO₃）₂溶液的绿色是由蓝色的Cu（NO₃）₂溶液和黄色的HNO₃溶液（溶有NO₂）的两者混合而成的；可以通过向饱和的硝酸铜溶液中通入大量的NO₂气体或将浓硝酸与铜丝反应后的溶液加热或用水稀释等方法进行证明．

解答 解：（1）根据实验记录和已知信息“Cu²⁺可以和NH₃形成类似[Ag（NH₃）₂]⁺的复杂分子[Cu（NH₃）₄]²⁺，NH₃分子可以换成气体分子或离子”可知：稀硝酸与铜丝反应后，所得溶液呈天蓝色的化学粒子符号是：[Cu（H₂O）₄]²⁺，
故答案为：[Cu（H₂O）₄]²⁺；
（2）与（1）对比：饱和硝酸铜溶液中c（（NO₃^-）大，根据已知信息推测：使饱和硝酸铜溶液呈深蓝色的化学粒子符号可能是：[Cu（H₂O）_4-x（NO₃）_x]^（2-x）（1＜x＜4），
故答案为：[Cu（H₂O）_4-x（NO₃）_x]^（2-x）（1＜x＜4）；
（3）由实验记录：浓硝酸与铜丝反应产生大量红棕色气体，溶液变为绿色，绿色由深到浅，未见到蓝色，由此可见，Cu（NO₃）₂溶液的绿色是由蓝色的Cu（NO₃）₂溶液和黄色的HNO₃溶液（溶有NO₂）的两者混合而成的；验证方案：方案①向饱和的硝酸铜溶液中通入大量的NO₂气体；方案②将浓硝酸与铜丝反应后的溶液加热；方案③用水稀释，
故答案为：可能是还原产物NO₂溶入其中引起的；方案①向饱和的硝酸铜溶液中通入大量的NO₂气体；方案②将浓硝酸与铜丝反应后的溶液加热；方案③用水稀释．

点评 本题考查了性质实验方案的设计，题目难度中等，明确题中信息为解答关键，注意熟练掌握性质实验方案设计与评价的原则，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力．