题目内容
分别将等质量的铜片与等体积且均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，有同学提出溶液呈绿色是铜与浓硝酸反应时产生的二氧化氮溶于过量的浓硝酸，其产生的黄色与蓝色的硝酸铜溶液混在一起，使溶液呈绿色．
为了验证该同学的推断是否正确，甲、乙、丙三位同学各设计了一个实验方案．
甲同学的方案：将盛绿色溶液的试管加热，看是否有红棕色的气体产生．
（1）你认为甲同学的方案的不妥之处是什么？ 应该作怎样的修正（实验装置及方法不变）？
乙同学的方案：用双氧水和二氧化锰制得氧气，并把氧气通入绿色溶液中，观察其溶液是否变蓝色．
（2）请用化学方程式表示其中的化学反应原理 ．
丙同学的方案：在通风橱内，将一根下端弯成螺旋状且可抽动的铜丝插入盛有足量浓硝酸的试管A中，立即可观察到试管中充满红棕色的NO2气体．将NO2气体经导管通入到倾斜的另一支装有淡蓝色Cu（NO3）2溶液的试管B中，随着实验进行，试管B中的溶液蓝色加深，很快又转变为绿色，继续通入NO2，绿色保持不变，向上抽起铜丝，使反应停止．
（3）简述丙同学的方案中的溶液变色的原因．
（4）从环保的角度看，你认为三个方案中最好的是哪一个？说明理由． ．
为了验证该同学的推断是否正确，甲、乙、丙三位同学各设计了一个实验方案．
甲同学的方案：将盛绿色溶液的试管加热，看是否有红棕色的气体产生．
（1）你认为甲同学的方案的不妥之处是什么？
乙同学的方案：用双氧水和二氧化锰制得氧气，并把氧气通入绿色溶液中，观察其溶液是否变蓝色．
（2）请用化学方程式表示其中的化学反应原理
丙同学的方案：在通风橱内，将一根下端弯成螺旋状且可抽动的铜丝插入盛有足量浓硝酸的试管A中，立即可观察到试管中充满红棕色的NO2气体．将NO2气体经导管通入到倾斜的另一支装有淡蓝色Cu（NO3）2溶液的试管B中，随着实验进行，试管B中的溶液蓝色加深，很快又转变为绿色，继续通入NO2，绿色保持不变，向上抽起铜丝，使反应停止．
（3）简述丙同学的方案中的溶液变色的原因．
（4）从环保的角度看，你认为三个方案中最好的是哪一个？说明理由．
分析：（1）加热条件下，浓硝酸易分解生成二氧化氮；
（2）二氧化氮、氧气和水能发生氧化还原反应而生成硝酸；
（3）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，溶液浓度增大，溶液颜色加深，溶于二氧化氮的溶液呈黄色，含有铜离子的铜盐溶液为蓝色，二者混合呈绿色；
（4）根据产物的性质来分析．
（2）二氧化氮、氧气和水能发生氧化还原反应而生成硝酸；
（3）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，溶液浓度增大，溶液颜色加深，溶于二氧化氮的溶液呈黄色，含有铜离子的铜盐溶液为蓝色，二者混合呈绿色；
（4）根据产物的性质来分析．
解答：解：（1）浓硝酸是过量的，即使溶液中不溶解二氧化氮，在加热条件下，浓硝酸分解生成二氧化氮，所以不能通过观察是否生成二氧化氮判断，可以通过观察溶液的颜色是否变化判断，如果溶液由绿色变为蓝色，说明溶有二氧化氮，
故答案为：浓硝酸是过量的，即使溶液里没有溶解NO2，加热时，因为硝酸的分解也会产生NO2；应该通过观察其溶液是否变蓝色来加以验证；
（2）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，所以其总的反应方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，
故答案为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3；
（3）浓硝酸和铜反应生成二氧化氮，二氧化氮通入硝酸铜稀溶液中时，二氧化氮和水反应而使溶液变浓，溶液的颜色加深，随着溶液中水量逐渐减少到一定程度时，溶液中硝酸浓度逐渐增大，继续通入的二氧化氮便溶于其中形成黄色溶液，这样和原有的蓝色溶液相调和而成为绿色，
故答案为：通入的NO2气体与Cu（NO3）2稀溶液中的水反应，使溶液变浓，溶液的蓝色加深；随着溶液中水量逐渐减小到一定程度，溶液中硝酸浓度逐渐增大，继续通入的NO2气体便溶于其中形成黄色溶液，这样和原有的蓝色溶液相调和而成为绿色；
（4）甲、丙同学设计的方案中都有有毒气体产生，乙同学的设计方案中没有有毒气体产生，则乙同学的方案最好，
故答案为：乙同学的方案最好，因为这个方案中没有有毒气体产生．
故答案为：浓硝酸是过量的，即使溶液里没有溶解NO2，加热时，因为硝酸的分解也会产生NO2；应该通过观察其溶液是否变蓝色来加以验证；
（2）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，所以其总的反应方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，
故答案为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3；
（3）浓硝酸和铜反应生成二氧化氮，二氧化氮通入硝酸铜稀溶液中时，二氧化氮和水反应而使溶液变浓，溶液的颜色加深，随着溶液中水量逐渐减少到一定程度时，溶液中硝酸浓度逐渐增大，继续通入的二氧化氮便溶于其中形成黄色溶液，这样和原有的蓝色溶液相调和而成为绿色，
故答案为：通入的NO2气体与Cu（NO3）2稀溶液中的水反应，使溶液变浓，溶液的蓝色加深；随着溶液中水量逐渐减小到一定程度，溶液中硝酸浓度逐渐增大，继续通入的NO2气体便溶于其中形成黄色溶液，这样和原有的蓝色溶液相调和而成为绿色；
（4）甲、丙同学设计的方案中都有有毒气体产生，乙同学的设计方案中没有有毒气体产生，则乙同学的方案最好，
故答案为：乙同学的方案最好，因为这个方案中没有有毒气体产生．
点评：本题以硝酸与铜的反应为载体，综合考查学生实验设计和探究能力，涉及HNO3的性质、物质验证性实验设计，利用对比的方法判断硝酸的性质，题目难度中等，是对基础知识与学生综合能力的考查，理解原理与各装置作用是解题的关键．
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