Question

11．如图为铜片与浓硝酸反应的装置示意图，据图回答下列问题：
（1）写出试管内发生反应的化学方程式Cu+4HNO₃ （浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）描述在实验过程中观察到的颜色变化：
试管内液体呈绿色；试管内液体上方气体呈红棕色；集气瓶内收集到的气体呈无色．
（3）在反应一段时间后，从分液漏斗处向试管内加入蒸馏水，请描述加水后试管内和集气瓶内颜色的变化情况：试管内液体呈蓝色；试管内液体上方气体呈无色．

Answer 1

分析 （1）硝酸具强氧化性，能把不活泼的金属铜氧化成铜离子，同时被还原成二氧化氮；
（2）试管内的溶液是硝酸铜溶液，铜与浓硝酸反应后溶液颜色呈现绿色．原因是产生的红棕色二氧化氮气体一部分溶解在溶液中呈黄色，而溶液中[Cu（H₂O）₄]²⁺呈蓝色；
（3）从分液漏斗处向试管内加入蒸馏水，二氧化氮气体和水反应，溶液呈现铜离子的颜色，所以试管内液体是蓝色，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮．

解答 解：（1）硝酸具强氧化性，能把不活泼的金属铜氧化成铜离子，同时被还原成二氧化氮，化学方程式为：Cu+4HNO₃ （浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
故答案为：Cu+4HNO₃ （浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）试管内的溶液是硝酸铜溶液，铜与浓硝酸反应后溶液颜色呈现绿色．原因是产生的红棕色二氧化氮气体一部分溶解在溶液中呈黄色，而溶液中[Cu（H₂O）₄]²⁺呈蓝色，两者的混合色为绿色；
试管内液体上方的气体是二氧化氮，二氧化氮呈红棕色，所以试管内液体上方的气体呈红棕色；
二氧化氮气体和水反应生成无色气体NO，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，所以集气瓶内收集到的气体呈无色．
故答案为：绿；红棕；无；
（3）从分液漏斗处向试管内加入蒸馏水，二氧化氮气体和水反应，溶液呈现铜离子的颜色，所以试管内液体是蓝色；
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，NO是无色的，所以试管内液体上方气体呈无（或红棕色变浅）色．
故答案为：蓝；无（或红棕色变浅）．

点评 注意以下几点：
1、硝酸铜溶液的颜色呈蓝色，但铜与浓硝酸反应后溶液颜色却会呈现绿色．原因是产生的红棕色二氧化氮气体一部分溶解在溶液中呈黄色，而溶液中[Cu（H₂O）₄]²⁺呈蓝色，两者的混合色为绿色．
2、足量的铜与一定量的浓硝酸反应，先发生的反应是铜和浓硝酸的反应，生成的气体是二氧化氮；随着反应的进行，当硝酸的浓度达到一定值后，变成稀硝酸，生成的气体变成一氧化氮．