Question

11．为了探究一氧化氮、二氧化氮、硝酸之间的相互转化，有同学设计了如下实验：如图将少量铜片装入小试管中，再加人适量稀硝酸，然后迅速将大试管倒扣在小试管外．将套好的大、小试管一起竖立在烧杯中，使水浸没大试管口．充分反应完后，通过弯玻璃管往大试管中吹人足量空气，并往烧杯中滴人几滴紫色石蕊试液．试回答：
（1）写出铜片溶于稀硝酸的离子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
（2）吹入空气前小试管中的现象是铜片逐渐溶解．溶液变蓝色及有红棕色气体生成
（3）假设小试管中加入了 0.192g铜片和5mL浓度为2mol/L的稀硝酸，则充分反应后小试管内溶液中NO₃^-物质的量浓度为1.6mol/L（忽略溶液体积变化）．
（4）若将水换成氢氧化钠溶液，实验过程中生成的一种红棕色气体会与它发生反应，生成两种钠
盐和水，且氧化产物与还原产物的物质的量相等，试写出该反应的离子方程式2NO₂+2OH^-=NO₂^-+NO₃^-+H₂O
（5）将等质量的铜片分别与等体积过量的浓、稀硝酸反应（假设溶液体积不变 所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色．某同学认为可能是Cu²浓度的差异引起的，你认为是否正确？不正确（填“正确”或“不正确”），理由是等质量的铜与等体积的浓、稀硝酸反应后，所得溶液中Cu²⁺的浓度相等．

Answer 1

分析 （1）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水；
（2）稀硝酸和铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，一氧化氮和空气中氧气反应生成二氧化氮；
（3）依据铜的物质的量和稀硝酸提供氢离子物质的量，结合离子方程式定量关系分析计算硝酸根离子浓度；
（4）二氧化氮和氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水；
（5）等质量的铜片与等体积过量的浓、稀硝酸反应，Cu完全反应，铜离子浓度相同．

解答 解：（1）铜和稀硝酸反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）吹入空气前小试管中的现象是铜片逐渐溶解，铜和稀硝酸反应生成硝酸铜溶液为蓝色溶液，生成一氧化氮气体和大试管中远期反应生成二氧化氮红棕色气体，
故答案为：有红棕色气体生成；
（3）铜和稀硝酸反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，0.192g铜片物质的量=$\frac{0.192g}{64g/mol}$=0.003mol，5ml浓度为2mol/L的稀硝酸溶液中硝酸物质的量=0.005L×2mol/L=0.01mol，反应的硝酸根离子物质的量为0.002mol，剩余硝酸根离子物质的量=0.01mol-0.002mol=0.008mol，则溶液中硝酸根离子浓度=$\frac{0.008mol}{0.005L}$=1.6mol/L，
故答案为：1.6；
（4）若将水换成氢氧化钠溶液，实验过程中生成的一种红棕色气体会与它发生反应，生成两种钠盐和水，且氧化产物与还原产物的物质的量相等，是二氧化氮自身氧化还原反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，反应的离子方程式为：2NO₂+2OH^-=NO₂^-+NO₃^-+H₂O，
故答案为：2NO₂+2OH^-=NO₂^-+NO₃^-+H₂O；
（5）等质量的铜片与等体积过量的浓、稀硝酸反应，硝酸足量，则Cu完全反应，铜离子浓度相同，所以颜色不同与Cu²⁺浓度的差异引起的说法不正确，
故答案为：不正确；等质量的铜与等体积的浓、稀硝酸反应后，所得溶液中Cu²⁺的浓度相等．

点评 本题考查了物质性质、化学反应的离子方程式书写和定量计算应用，主要是反应现象等知识点的理解应用，掌握基础是解题关键，题目较简单．