资源描述
学案20氮的氧化物和硝酸
[考纲要求] 1.了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.氮元素单质及其化合物知识的综合应用。
知识点一氮气及氮的氧化物
1.氮气
(1)氮的固定
使空气中________的氮转化为________的过程。
(2)氮气的性质
①物理性质
纯洁的N2是一种无色无味的气体,难溶于水,在空气中约占总体积的______。
②结构:电子式为__________,结构式为______,氮氮三键的键能大,分子结构稳定,化学性质不活泼。
③化学性质
通常情况下,N2化学性质很稳定,只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反响。
a.与H2反响:__________________________________________________________。
b.与O2反响:_________________________________________________________。
问题思考
1.N2的稳定性和氮元素的活泼性是否矛盾
2.氮的氧化物
NO
NO2
物理性质
颜色
毒性
溶解性
化学性质
与O2反响
2NO+O2===2NO2
与H2O反响
3NO2+H2O===2HNO3+NO
实验室制法(填化学方程式)
3Cu+8HNO3(稀)===
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
与人体、
环境的关系
①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾
形成酸雨、光化学烟雾
特别提示①氮的氧化物都是大气污染物。
②空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
④NO2:既有氧化性又有复原性,以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。
问题思考
2.如何鉴别NO2与溴蒸气
知识点二硝酸
1.硝酸的物理性质
色味态:________________;挥发性:________;水溶性:____________;发烟硝酸:______________。
2.硝酸的化学性质
(1)强酸性
稀硝酸能使紫色石蕊试液变____色,浓硝酸能使石蕊试液先变____色,微热后褪色。
(2)不稳定性:
浓硝酸显黄色,是因为__________________________________________________,
说明浓硝酸具有________性,化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)强氧化性
①与金属的反响
a.除Pt、Au外,大局部金属均能与HNO3反响。
b.Cu与浓、稀HNO3发生反响的化学方程式分别为:________________________,
________________________________________________________________________。
c.Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生________,故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。
②与非金属反响
与浓HNO3反响时,非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸,如碳与浓HNO3反响的化学方程式为:_________________________________________________
________________________________________________________________________。
③与某些复原性化合物或离子的反响,例如:H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。
④王水
王水由________与________按体积比1∶3混合所得,具有更强的氧化性,能使Au、Pt溶解。
问题思考
3.酸的挥发性和不稳定性有何区别
4.如何除去浓HNO3的黄色
一、氮的氧化物与O2、H2O混合的计算方法
1.关系式法
(1)NO、O2、H2O之间的综合反响式是
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
由此可知当体积比
V(NO):V(O2)
(2)NO2、O2、H2O之间的综合反响式是
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
由此可知,当体积比
V(NO2):V(O2)
2.电子守恒法
NO和NO2转化为硝酸时是氧化复原反响,必然遵循电子得失守恒。
典例导悟1将容积为50mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体,倒置量筒在盛满水的水槽里,一段时间后,量筒里剩余气体体积为5mL。那么原混合气体中NO2和O2体积比可能是__________或________。
变式演练1将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反响后,还剩余2mL无色气体,那么原混合气体中O2的体积是( )
①1.2mL②2.4mL③3.6mL④4mL
A.①④B.②③C.①③D.②④
二、金属与硝酸反响中的有关计算
1.金属与硝酸反响一般不产生______,且浓HNO3一般被复原为________,稀HNO3被复原为______,随着反响的进行很稀的HNO3有可能被复原为N2O,甚至NH4NO3。硝酸在反响中表达氧化性和酸性。
2.铁与硝酸反响要考虑Fe的用量,假设Fe缺乏那么生成__________,假设Fe过量那么生成__________。
3.铜与浓HNO3反响,假设Cu过量,开始时HNO3的复原产物为______,随着反响进行浓HNO3变稀,HNO3的复原产物为______,最终应得到__________的混合气体。
4.离子共存判断中的NO假设在酸性条件下NO会表现出强氧化性,不能与Fe2+、S2-、I-、SO、Br-等离子共存。
5.金属与HNO3的反响运用“守恒法〞求解,一般类型有
(1)电子守恒
金属失电子数=________________________________________________________。
(2)物料守恒
耗HNO3的量=盐中NO的量(表现酸性的HNO3)+__________________。
(3)电荷守恒
HNO3过量时反响后溶液中(不考虑OH-)有:c(NO)=c(H+)+____________________。
典例导悟2(2022·东莞统考)足量铜与一定量浓硝酸反响,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68 LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。假设向所得硝酸铜溶液中参加5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,那么消耗NaOH溶液的体积是( )
A.60mLB.45mLC.30mLD.15mL
听课记录:
变式演练2将32.64 g铜与140mL一定浓度的硝酸反响,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请答复:
(1)NO的体积为______L,NO2的体积为______L。
(2)待产生的气体全部释放后,向溶液中参加VmLamol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,那么原硝酸溶液的浓度为________________mol·L-1。
(3)欲使铜与硝酸反响生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的双氧水________g。
三、浓、稀硝酸氧化性的比较
典例导悟3 (2022·北京理综,27)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按以下列图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验说明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3mol·L-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
:氢氧化钠溶液不与NO反响,能与NO2反响。
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
(1)实验应防止有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是____________________。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,参加药品,翻开弹簧夹后________
________________________________________________________________________。
(3)装置①中发生反响的化学方程式是________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)装置②的作用是____________________,发生反响的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(5)该小组得出的结论依据的实验现象是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(6)实验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)__________。
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释该绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反响产生的气体,观察颜色变化
题组一氮的氧化物
1.判断正误
(1)CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在( )
(2022·山东理综-13C)
(2)NO可用于某些疾病的治疗( )
(2022·上海-4D)
(3)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( )
(2022·上海-13A)
(4)在pH=0的溶液中,Na+、NO、SO、K+可以大量共存( )
(2022·福建理综-10B)
(5)用稀氢氧化钠溶液吸收NO2的离子方程式是2OH-+2NO2===NO+NO↑+
H2O( )
(2022·江苏-3C)
2.(2022·宁夏理综,7)将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反响后,气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定),那么该氮氧化合物的化学式为( )
A.NO2B.N2O3 C.N2OD.N2O4
题组二硝酸
3.(2022·北京理综,10)以下解释实验事实的方程式不准确的是( )
A.0.1mol·L-1CH3COOH溶液的pH>1:CH3COOHCH3COO-+H+
B.“NO2球〞浸泡在冷水中,颜色变浅:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0
(红棕色) (无色)
C.铁溶于稀硝酸,溶液变黄:3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
D.向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红:CO+H2OHCO+OH-
4.(2022·北京理综,8)以下表达正确的选项是( )
A.将CO2通入BaCl2溶液中至饱和,无沉淀产生;再通入SO2,产生沉淀
B.在稀硫酸中参加铜粉,铜粉不溶解;再参加Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
C.向AlCl3溶液中滴加氨水,产生白色沉淀;再参加过量NaHSO4溶液,沉淀消失
D.纯锌与稀硫酸反响产生氢气的速率较慢;再参加少量CuSO4固体,速率不改变
题组一氮的氧化物
1.某集气瓶内装有红棕色气体,参加足量蒸馏水后盖上玻璃片振荡,得棕色溶液,气体颜色消失;再翻开玻璃片后,瓶中气体又变为红棕色,那么该气体可能是( )
A.N2、NO(g)、Br2B.NO2、NO、N2
C.NO2、NO、O2D.N2、O2、Br2(g)
2.(2022·河南南阳联考)研究发现,空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成,反响过程如下:
①SO2+NO2===SO3+NO②SO3+H2O===H2SO4③2NO+O2===2NO2
NO2在上述过程中的作用与H2SO4在下述变化中的作用相似的是( )
A.潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶
B.硫化氢通入浓H2SO4中
C.浓H2SO4滴入萤石中,加热
D.参加少量H2SO4使乙酸乙酯水解
3.将3体积的NO2,依次通过以下3个分别装有过量①NaHCO3饱和溶液②浓硫酸③Na2O2的装置后,用排水法把残留的气体收集到集气瓶中,集气瓶内气体体积应为(同温同压下测定)( )
A.1体积NO
B.2体积NO2和0.5体积O2
C.2体积O2
D.0.25体积O2
4.(2022·四川西昌模拟)无色的混合气体甲,可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的某几种。将100mL甲气体经过右图实验的处理,结果得到酸性溶液,且最终几乎无气体剩余。那么甲气体的组成为( )
A.NH3、NO2、N2B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO、CO2、N2D.NO、CO2、N2
5.常温下,将充满等体积混合气体的试管倒立在水槽中,试管内气体体积不会明显减少的一组是〔双选〕( )
A.C2H4、H2 B.Cl2、SO2 C.NH3、O2 D.CO、O2
题组二硝酸
6.硝酸被称为“国防工业之母〞是因为它是制取炸药的重要原料。以下实验事实与硝酸性质相对应的一组是〔双选〕( )
A.浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反响制氢气——酸性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
7.能正确表示以下反响的离子方程式是( )
A.向Fe(NO3)2稀溶液中参加盐酸:Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O
B.铜片与浓HNO3:Cu+NO+4H+===Cu2++NO↑+2H2O
C.碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热:NH+OH-NH3↑+H2O
D.AlCl3溶液中滴加足量氨水:Al3++4NH3·H2O===AlO+4NH+2H2O
8.碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反响产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置),以下有关说法正确的选项是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡
B.在Z导管出来的气体中无二氧化碳
C.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
D.洗气瓶中无沉淀产生
9.(2022·常州高三期末)1.92 g铜和一定量的浓硝酸反响,随着铜的不断减少,反响生成的气体颜色逐渐变浅,当Cu全部反响时,共收集到标准状况下气体1.12 L,那么反响中消耗HNO3的物质的量是( )
A.0.12molB.0.1mol
C.0.11molD.0.2mol
10.硝酸铜溶液呈蓝色。但在铜与浓硝酸、稀硝酸反响的实验中,同学们发现除了生成的气体颜色不相同外,最终溶液的颜色也不相同:前者呈绿色,而后者呈蓝色。甲、乙同学为此进行了实验探究。
甲:在Ⅰ、Ⅱ两支试管中分别参加等体积的浓HNO3和稀HNO3,再向两支试管中分别投入等质量的铜片,充分反响后铜均无剩余。结果:Ⅰ中溶液呈绿色,Ⅱ中溶液呈蓝色。
乙:分别取Ⅰ中的绿色溶液于两支试管Ⅲ、Ⅳ中,对试管Ⅲ进行屡次振荡、静置,最终溶液颜色由绿色转变为深蓝色;向试管Ⅳ中缓缓加水并不停振荡,观察到溶液由绿色变为深蓝色,最后变为淡蓝色。
请答复以下问题:
(1)分别写出Cu与浓HNO3、稀HNO3反响的化学方程式:_____________________、
________________________________________________________________________。
(2)甲的实验________(“能〞或“不能〞)说明溶液呈现不同的颜色与其物质的量浓度无关,这是因为充分反响后,Ⅰ、Ⅱ两试管中Cu(NO3)2溶液的物质的量浓度________(填“相等〞或“不相等〞)。
(3)请你根据乙的实验,推测Cu与浓HNO3反响后溶液呈绿色的原因是________
________________________________________________________________________。
(4)请设计一个方案,验证你所得到的上述结论:_____________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11.
(固定装置略去)
某兴趣小组设计出如下列图装置来改进教材中“铜与硝酸反响〞的实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c。其目的是________________________________________________________________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中参加2mL浓硝酸。c中反响的化学方程式是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是_____________________________
________________________________________________________________________。
(3)表中是制取硝酸铜的三种方案,能表达绿色化学理念的最正确方案是________。理由是
________________________________________________________________________。
方案
反响物
甲
Cu、浓HNO3
乙
Cu、稀HNO3
丙
Cu、O2、稀HNO3
(4)该兴趣小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2,操作步骤为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
实验现象为____________________;但此实验的缺乏之处是_____________________。
答案
【课前准备区】
知识点一
1.(1)游离态化合态氮
(2)①4/5②N⋮⋮NN≡N③a.N2+3H2高温 高压
催化剂
2NH3
b.N2+O22NO
2.
NO
NO2
物理性质
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
不溶
能溶
知识点二
1.无色有刺激性气味的液体易挥发与水以任意比互溶质量分数大于98%的硝酸
2.(1)红红
(2)HNO3分解产生的NO2溶解在硝酸中不稳定4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
(3)①b.Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
c.钝化
②C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
④浓硝酸浓盐酸
问题思考
1.不矛盾,氮元素的活泼性是指氮原子的活泼性,而氮气的性质不仅与原子结构有关,还与氮分子的构成有关;氮气中的N≡N键能很大,故分子很稳定。
2.由于NO2和Br2在性质上有不少相似性:①均具有氧化性;②溶于水均有酸生成;
③均可与碱反响;④均为红棕色等。所以不能用淀粉-KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别,但二者性质又有差异,可以用以下方法鉴别:①AgNO3溶液;②CCl4;③用水洗法。
3.二者有着本质区别。酸的挥发性是一种物理性质,指的是酸以分子状态离开溶液逸出。一般低沸点酸挥发性强。而不稳定性指化学性质,指的是酸分子分解生成新的物质。
4.浓硝酸常呈黄色是因为HNO3分解生成NO2溶于HNO3中,去掉黄色的方法是通入少量O2(空气),使其发生反响:4NO2+O2+2H2O===4HNO3。
【课堂活动区】
二、1.H2NO2NO
2.Fe(NO3)3Fe(NO3)2
3.NO2NONO2和NO
5.(1)生成气体时HNO3得电子数
(2)气体中的N原子(被复原的HNO3)的量
(3)n×c(Mn+)(Mn+代表金属离子)
典例导悟
118∶743∶7
解析NO或NO2与O2混合气体与水的反响计算关系式可由以下化学方程式推导出来。
2NO+O2===2NO2①
3NO2+H2O===2HNO3+NO②
由②×2+①得
4NO2+O2+2H2O===4HNO3③
由①×③+②×②
4NO+3O2+2H2O===4HNO3④
③、④两式就是平时计算经常用到的关系式。
设剩余的5mL为O2,那么参加反响③的NO2和O2的总体积为:50mL-5mL=45mL
那么原混合气体里,NO2的体积为:45mL×4/5=36mL。
O2的体积为:50mL-36mL=14mL
即NO2与O2的体积比为:36∶14=18∶7。
设剩余的5mL为NO,由②式得过量的NO2体积为15mL,那么发生反响③的NO2和O2的总体积为50mL-15mL=35mL
那么原混合气体里,O2的体积为:35mL×1/5=7mL,NO2的体积为:50mL-7mL=43mL
即NO2与O2的体积为:43∶7。
2 A[O2为氧化剂,Cu为复原剂,HNO3相当于仅仅发生了复分解反响n(Cu)=2n(O2)=0.15 mol,n(NaOH)=2n(Cu)=0.3 mol,V(NaOH)==0.06 L=60 mL,应选A。]
3 (1)3mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(4)将NO2转化为NO3NO2+H2O===2HNO3+NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)acd
解析实验题要先看目的,即要验证什么,由此再来理解或设计实验。“目的决定过程!〞此题要证明浓HNO3能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。①产生NO2,而非NO,所以②中盛水与NO2反响生成NO。而NO极易与O2反响产生NO2,故反响前应用CO2将装置中的空气排尽。(6)的思路是从溶液中赶出NO2,或在Cu(NO3)2溶液中通入NO2,不能采用稀释绿色溶液的方案,是因为Cu(NO3)2溶液稀释后,颜色也会发生相应的变化,而不能得出正确的结论。
变式演练
1 A[解题依据的化学反响原理为
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
3NO2+H2O===2HNO3+NO
设O2的体积为xmL,剩余的气体有两种可能:
①假设剩O2,那么V剩=x-(12-x)=2
得x=4,④正确;
②假设剩NO,那么V剩=[(12-x)-4x]=2,
得x=1.2,①正确。]
2 (1)5.8245.376(2) (3)57.8
解析(1)设反响得到的NO和NO2的物质的量分别为x和y。
解题思路为化合价升降相等(铜元素化合价的升高等于N元素化合价的降低)
(2)参加反响的硝酸的物质的量为n(NaOH)+n(NOx),所以c(HNO3)=(aV×10-3+0.5)/0.14mol·L-1
(3)参加双氧水的目的是将氮氧化合物氧化成+5价的硝酸盐,根据氧化复原反响的电子得失相等(电子守恒),双氧水得到的电子数和铜失去的电子数相等,即:
2×n(Cu)=2×n(H2O2)
×2=n(H2O2)×2
n(H2O2)=0.51mol
30%的双氧水的质量为0.51mol×34 g·mol-1÷0.3=57.8 g。
【课后练习区】
高考集训
1.(1)× (2)√ (3)×
解析NO2通入溶液中生成HNO3,能把Fe2+氧化成Fe3+,溶液由浅绿色变成棕黄色。
(4)×
(5)×
解析电荷不守恒,应为2OH-+3NO2===2NO+NO↑+H2O。
2.A[氮氧化合物与灼热铜粉反响的化学方程式为2NOx+2xCu2xCuO+N2。根据题目给定的数据可判断氮氧化合物为NO2。]
3.C[铁溶于稀硝酸,溶液变黄,应该生成Fe3+,C错误。]
4.C[此题考查元素及其化合物知识。选项A,CO2、SO2均不能与BaCl2溶液反响,所以再通入SO2时也无沉淀产生。选项B,Cu不能与稀硫酸反响,但参加Cu(NO3)2后,溶液中存在HNO3,Cu能与HNO3反响。选项C,Al3+与NH3·H2O反响生成Al(OH)3沉淀,参加NaHSO4溶液时,NaHSO4电离出的H+使Al(OH)3溶解。选项D,参加CuSO4溶液后,Zn与CuSO4反响生成Cu,覆盖在Zn片外表,Cu与Zn、H2SO4形成原电池,加快了产生H2的速率。]
考点集训
1.A2.BD3.D4.B5.AD
6.AC[D项中“滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去〞,其褪色的原因可能是因为硝酸的强氧化性把酚酞氧化而褪色,但也有可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反响,究竟是哪个原因,还需要实验验证,D项不准确。]
7.A [A项,向Fe(NO3)2稀溶液中滴加盐酸后,Fe2+被氧化为Fe3+,正确;B项,铜片与浓硝酸反响时应该生成NO2,正确的离子方程式为Cu+2NO+4H+===Cu2++2NO2↑+2H2O;C项,HCO也能与OH-反响,正确的离子方程式为NH+HCO+2OH-NH3↑+CO+2H2O;D项,Al(OH)3不能溶于过量的氨水,正确的离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH。]
8.C
9.C [如果机械地运用Cu与HNO3反响的方程式,依据Cu或NO2的量求消耗硝酸的物质的量,就会得出A或B的错误答案。实际上,随着Cu与HNO3反响,HNO3浓度逐渐降低,反响产生的气体将由NO2逐渐变为NO,1.12 L气体为NO2和NO的混合物。参加反响的HNO3中的N原子分布在产物Cu(NO3)2、NO2和NO中,根据N原子守恒得:
+=0.11 mol。]
10.(1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (2)能相等 (3)反响产生的红棕色NO2局部溶解于浓硝酸中,与蓝色的硝酸铜溶液混合而使溶液呈绿色
(4)方案一:取Cu与浓HNO3反响后的绿色溶液,向其中通入足量的空气(或氧气),溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色,最终变为蓝色
方案二:取Cu与浓HNO3反响后的绿色溶液,加热,溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色,最终变为蓝色(可任选其中一个作答)
解析在甲的实验中,所得溶液的物质的量浓度相等但颜色不同,这足以说明两试管中的Cu(NO3)2溶液呈现不同的颜色与其物质的量浓度无关。
既然溶液呈现不同的颜色与其物质的量浓度无关,那么溶液颜色不同的原因就要从其他方面分析了。不难看出,除了Cu(NO3)2,不同的只有两反响的气体产物。NO2可溶于浓硝酸且使溶液呈黄色,根据物理学原理——黄色与蓝色的混合色为绿色,乙的实验也验证了这个结论。而NO不溶于硝酸,所得的溶液毫无疑问应该是蓝色的。
11.(1)检查装置气密性
(2)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反响变慢,气体颜色变淡
(3)丙硝酸耗量少,无污染
(4)向d中参加KBr溶液,c中参加固体KMnO4,由a向c中参加浓盐酸c中有黄绿色气体产生,d中溶液变为棕黄色没有尾气吸收装置
解析(1)制取气体或许多验证气体性质的实验,实验前都需要检验装置的气密性;
(2)由题意知实验开始是铜与浓硝酸反响,产生红棕色NO2,加水后是铜与稀硝酸反响,产生无色的NO;(3)绿色化学理念是原料利用率高,不产生污染,分析三个方案,可看出,甲方案用硝酸最多,产生有毒气体NO2,乙方案产生有毒气体NO,丙方案用硝酸最少,不产生有毒气体;(4)假设证明KMnO4、Cl2、Br2的氧化性,利用KMnO4和浓盐酸反响产生Cl2,将Cl2通入KBr溶液中,根据反响及现象,可得出结论。但此装置没有尾气吸收装置,多余的Cl2会污染空气。
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