Question

11．如圖為銅片與濃硝酸反應的裝置示意圖，據圖回答下列問題：
（1）寫出試管內發生反應的化學方程式Cu+4HNO₃ （濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）描述在實驗過程中觀察到的顏色變化：
試管內液體呈綠色；試管內液體上方氣體呈紅棕色；集氣瓶內收集到的氣體呈無色．
（3）在反應一段時間后，從分液漏斗處向試管內加入蒸餾水，請描述加水后試管內和集氣瓶內顏色的變化情況：試管內液體呈藍色；試管內液體上方氣體呈無色．

Answer 1

分析 （1）硝酸具強氧化性，能把不活潑的金屬銅氧化成銅離子，同時被還原成二氧化氮；
（2）試管內的溶液是硝酸銅溶液，銅與濃硝酸反應后溶液顏色呈現綠色．原因是產生的紅棕色二氧化氮氣體一部分溶解在溶液中呈黃色，而溶液中[Cu（H₂O）₄]²⁺呈藍色；
（3）從分液漏斗處向試管內加入蒸餾水，二氧化氮氣體和水反應，溶液呈現銅離子的顏色，所以試管內液體是藍色，二氧化氮與水反應生成硝酸和一氧化氮．

解答 解：（1）硝酸具強氧化性，能把不活潑的金屬銅氧化成銅離子，同時被還原成二氧化氮，化學方程式為：Cu+4HNO₃ （濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
故答案為：Cu+4HNO₃ （濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）試管內的溶液是硝酸銅溶液，銅與濃硝酸反應后溶液顏色呈現綠色．原因是產生的紅棕色二氧化氮氣體一部分溶解在溶液中呈黃色，而溶液中[Cu（H₂O）₄]²⁺呈藍色，兩者的混合色為綠色；
試管內液體上方的氣體是二氧化氮，二氧化氮呈紅棕色，所以試管內液體上方的氣體呈紅棕色；
二氧化氮氣體和水反應生成無色氣體NO，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，所以集氣瓶內收集到的氣體呈無色．
故答案為：綠；紅棕；無；
（3）從分液漏斗處向試管內加入蒸餾水，二氧化氮氣體和水反應，溶液呈現銅離子的顏色，所以試管內液體是藍色；
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，NO是無色的，所以試管內液體上方氣體呈無（或紅棕色變淺）色．
故答案為：藍；無（或紅棕色變淺）．

點評 注意以下幾點：
1、硝酸銅溶液的顏色呈藍色，但銅與濃硝酸反應后溶液顏色卻會呈現綠色．原因是產生的紅棕色二氧化氮氣體一部分溶解在溶液中呈黃色，而溶液中[Cu（H₂O）₄]²⁺呈藍色，兩者的混合色為綠色．
2、足量的銅與一定量的濃硝酸反應，先發生的反應是銅和濃硝酸的反應，生成的氣體是二氧化氮；隨著反應的進行，當硝酸的濃度達到一定值后，變成稀硝酸，生成的氣體變成一氧化氮．