铜与硝酸实验归纳总结

铜与硝酸实验归纳总结

1．铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象也不同。

（1）某研究性学习小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所

示的实现装置。请你根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述实验步骤。

药品：稀硝酸、稀盐酸、Zn粒、CaCO3固体

步骤：①检查装置的气密性；②；

③；

④；

⑤；

⑥用注射器向试管内推入氧气(或空气)。

（2）推入氧气或空气的目的是。

（3）分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈

绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是Cu2+浓度差异引起的，你是否同意这种看法? (填“同意”或“不同意”)，原因是；

另一同学提出溶液呈“绿色”是Cu2+与NO2混合的结果，请你设计一个实现证明之。(简

述实验方案和实验现象) 。

参考答案：（1）②向试管中加入一定量的CaCO3固体；③向试管中加入过量的稀HNO3，

并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞④待反应完成后，将右边导管插入试管接近液面处

⑤将铜丝插入到溶液中

（2）检验生成的气体是NO气体。（3）不同意。铜片质量相同，溶液体积相同，Cu＋

浓度相同。加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变蓝色。

2．如图所示，某研究性学习小组的一个课题是“NO2是否支持木条燃烧？”由于实验室

中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案（忽略的N2O4存在，图中铁架台

等夹持仪器均已略去）：

Ⅰ.方案一的装置如图a所示。

（1）浓硝酸受热分解的化学方程式是。

（2）实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO2不能支持木条燃烧”的结

论。你认为这一观点是否正确？（填“正确”或“不正确”），理由是

。

Ⅱ.方案二的装置如图b所示。

（1）硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式

是。

（2）当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO2能支持木条燃烧”

的结论。你认为这一观点是否正确？（填“正确”或“不正确”），理由是

。Ⅲ.为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作。答：

。

参考答案：

Ⅰ.（1）4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O（2）不正确带火星的木条熄灭的原因可能是由于加热浓硝酸产生大量水蒸气的缘故

Ⅱ.（1）2Cu(NO3)24NO2↑＋O2↑＋2CuO （2）正确Cu(NO3)2分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中的相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃

Ⅲ.用金属铜与浓硝酸反应制取气体，并用浓硫酸或无水CaCl2固体进行干燥，再将带火星的木条伸入NO2中观察现象

3．为了证明铜与稀硝酸反应产生NO，某校学生实验小

组设计了一个实验，其装置如下图所示（加热装置和固

定装置已略去），B为一个用铁丝固定的干燥管，内装

块状CaCO3固体，；D为气球；E为一个空的蒸馏烧瓶；

F是用于鼓入空气的双连打气球。

（1）实验时，先将B装置放入A中，使碳酸钙和稀硝酸

相接触产生气体，直到C出澄清石灰水出现白色沉淀为止，

将B装置上提，使之与稀硝酸分离。该组学生设计此步的目的是

；

（2）然后将铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的化学方程式为：；

装置E中出现浅红棕色气体，用F向E中鼓入空气，可观察到浅红棕色气体颜色加深，产生上述现象的原因是；一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因可能是

（请用最熟悉的反应解释）；

（3）溶液D的作用是。

参考答案：（1）用碳酸钙与稀硝酸反应产生的CO2赶走装置中的空气；

（2）3Cu＋8HNO3＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；CO2比空气密度大，从长管进入E，并没有把E中空气赶尽，致使部分NO先与未赶尽的空气生成NO2，当再从F鼓入空气时E中有更多NO2生成，所以红棕色加深。NO2与水反应有硝酸生成，硝酸与碳酸钙反应使沉淀溶解；（3）吸收NO、NO2尾气，防止污染大气。

4．如图所示，a是250mL的烧瓶，其中盛有1.2mol·L－1

的硝酸10mL，其余为空气（标准状况下，其中氧气占20％）；

b是未充气且放有0.384gCu粉的气球；c是加紧的弹簧夹；

d是盛有足量Na2O2的干燥管；e是充有CO2的注射器。

整套装置均不漏气。

（1）将气球b中Cu粉小心倒入烧瓶中，充分反应后

Cu粉有剩余。在反应过程中观察到的现象是：①，②，③，④；

（2）将烧瓶不断振荡，发现气球逐渐变小，直至被吸入烧瓶中，发生该现象的原因是：

；

（3）打开弹簧夹并将CO2推入干燥管内继续振荡，使气体与气体，气体与液体间充分接触，可使剩余Cu粉完全溶解，解释其理由为：；在此过程中，至少需要CO2mL（标准状况）。

参考答案：（1）①液面有无色气泡冒出，②瓶中无色气体逐渐变红棕色，③气球膨胀，④溶液变蓝色；（2）因为发生反应：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3，使气体的物质的量减少而导致烧瓶内压强降低。（3）CO2与Na2O2反应产生O2，使瓶内NO与O2及H2O反应生成硝酸而溶解Cu；38.4

5．选择使用下列仪器（含药品）。验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含有NO（N2和O2的用量可自由控制）。

已知：①NO＋NO2＋2OH－＝2NO2－＋H2O ②气体液化温度NO2：21℃NO：－152℃（1）现有甲、乙、丙三位同学分别设计了以下三个实验方案（用仪器的连接顺序表示）。

甲：A→C→F→D→B 乙：A→B→C→E 丙：A→F→D→B

甲、乙丙三位同学提出的实验方案是否能验证Cu 与适量浓HNO3反应产生的气体中含有NO（填“能”或“不能”）。甲_______。乙_______。丙________。

具体说明不能验证的主要原因（若三个方案都能验证，则此小题不用回答）：甲方案：___________________________________________________________。

乙方案：_________________________________________________________。

丙方案：___________________________________________________________。

（2）反应前应先通入足量的N2，其目的是：_____________________________________。（3）确认气体中含有NO的现象是__________________________________________。（4）如果O2过量，则装置B中发生反应的离子方程式是___________________________。参考答案：（1）甲：能乙：不能丙：不能乙方案：NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O，NO被吸收丙方案：3 NO2＋H2O＝2HNO3＋NO↑（2）排尽装置中的空气，防止NO被氧化（3）D中通氧气后有红棕色气体（4）4NO＋3O2＋4OH－＝4NO3－＋2H2O 6．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO而设计了一个实验。其装置如下图（加热装置和固定装置均已略去）。

图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空

的注射器。请回答有关问题：

（1）设计装置A的目的是；

为达到此目的，应如何操作：

；

A中反应的化学方程式为。

（2）在（1）中的“操作”后将装置B中铜丝插入

稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是；B中反应的离子方程式是。