Question

已知硝酸銅溶液顏色為藍(lán)色．某學(xué)�；瘜W(xué)課外小組同學(xué)們在做銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)的實驗中，發(fā)現(xiàn)銅和濃硝酸反應(yīng)后溶液為綠色且有紅棕色氣體產(chǎn)生，而銅和稀硝酸反應(yīng)后溶液為藍(lán)色，產(chǎn)生無色氣體．為弄清反應(yīng)后溶液顏色出現(xiàn)差異的原因，他們進(jìn)行了實驗探究．
【實驗】在兩支試管中各放入一小塊等質(zhì)量的銅片，分別加入等體積的濃HN0₃（14mol/L）和稀HN0₃（4mol/L），立即用蘸有NaOH的棉花封住試管口．充分反應(yīng)后銅均無剩余．
（1）Cu與濃HNO₃反應(yīng)的離子方程式

 

（2）用蘸有NaOH的棉花封住試管口的原因

 

已知NO₂與NaOH溶液反應(yīng)中，其中NO₂的還原產(chǎn)物是亞硝酸鹽（NO₂^-）寫出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式

 

，
【提出假設(shè)】假設(shè)一、因為銅離子濃度大造成的．
假設(shè)二、溶液呈綠色是因為銅與濃硝酸反應(yīng)時產(chǎn)生的二氧化氮溶于過量濃硝酸，加上和藍(lán)色的硝酸銅溶液混在一起，使溶液呈綠色．
【設(shè)計實驗方案，驗證假設(shè)】
（3）上述實驗

 

（“能”或“不能”）證明假設(shè)一不成立，原因

 

（4）甲同學(xué)設(shè)計實驗驗證假設(shè)二，請幫他完成下表中內(nèi)容（提示：NO₃^-在不同條件下的還原產(chǎn)物較復(fù)雜，有時難以觀察到氣體產(chǎn)生）

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①取銅與濃硫酸反應(yīng)所得的綠色溶液于試管中，多次震蕩，靜置 ②取銅與稀硝酸反應(yīng)所得的藍(lán)色溶液通NO2氣體 ③	溶液顏色由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)樯钏{(lán)色，證明假設(shè)二成立 藍(lán)色溶液變成綠色，證明假設(shè)二成立

【分析推理】
（5）銅和稀硝酸反應(yīng)后溶液為藍(lán)色的原理

 

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Answer 1

分析：（1）硝酸具有強(qiáng)氧化性，可與銅反應(yīng)生成硝酸銅和二氧化氮?dú)怏w；
（2）二氧化氮可與氫氧化鈉反應(yīng)，為避免二氧化氮對空氣的污染，應(yīng)用堿液處理；
（3）銅的質(zhì)量相同，溶液體積相等，完全反應(yīng)生成硝酸銅的濃度應(yīng)相同；
（4）要證明是Cu（NO₃）₂濃度溶解了NO₂導(dǎo)致裝置溶液呈綠色，一是可設(shè)計將溶解的NO₂趕走再觀察顏色變化．二是在Cu（NO₃）₂溶液通入二氧化氮觀察溶液的顏色變化；
（5）銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮．

解答：解：（1）硝酸具有強(qiáng)氧化性，可與銅反應(yīng)生成硝酸銅和二氧化氮?dú)怏w，反應(yīng)的離子方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）二氧化氮可與氫氧化鈉反應(yīng)，為避免二氧化氮對空氣的污染，應(yīng)用堿液處理，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂ +H₂O，
故答案為：防止污染環(huán)境； 2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂ +H₂O；
（3）銅的質(zhì)量相同，溶液體積相等，完全反應(yīng)生成硝酸銅的濃度應(yīng)相同，則可證明實驗假設(shè)一步正確，
故答案為：能；充分反應(yīng)后兩試管的Cu（NO₃）₂溶液物質(zhì)的量濃度相等；
（4）要證明是Cu（NO₃）₂濃度溶解了NO₂導(dǎo)致裝置溶液呈綠色，一是可設(shè)計將溶解的NO₂趕走再觀察顏色變化．二是在Cu（NO₃）₂溶液通入二氧化氮觀察溶液的顏色變化，
故答案為：取Cu 與濃HNO₃反應(yīng)后的綠色溶液，向其中通入足量的空氣； 溶液的顏色由綠色逐漸變?yōu)樗{(lán)綠色，最終變?yōu)樗{(lán)色．
（5）銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮，沒有溶解二氧化氮，則為藍(lán)色，
故答案為：Cu 與稀HNO₃ 反應(yīng)后生成無色的NO和Cu（NO₃）₂ 溶液，故溶液為藍(lán)色．

點評：本題主要考查HNO₃的性質(zhì)、屬物質(zhì)驗證性實驗設(shè)計，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾闉楦呖汲Ｒ婎}型，利用對比的方法判斷硝酸的性質(zhì)，物質(zhì)驗證性實驗方案的設(shè)計如下：結(jié)合已知的物質(zhì)具有的性質(zhì)，選擇合適的試劑，設(shè)計具體實驗方案驗證物質(zhì)是否具有該性質(zhì)．對有毒氣體要設(shè)計尾氣處理裝置，防止污染環(huán)境．