Question

15．如图是用浓硝酸、稀硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置．
Ⅰ．浓硝酸的强氧化性实验
将铜片置于具支试管b的底部，在分液漏斗中加入约5mL 浓硝酸，往具支试管b中放入2mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体．
（1）写出具支试管中发生反应的化学方程式：Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
（2）b中产生红棕色气体．
Ⅱ．稀硝酸的强氧化性实验
（3）若将上述实验中的浓硝酸换成稀硝酸，可证明稀硝酸也具有强氧化性．
写出稀硝酸与铜反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是C
A．c中收集到无色气体
B．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
（4）若将12.8gCu与500ml某浓度的硝酸反应，当铜完全反应时，收集到2.24L标准状况下的气体，忽略溶液体积变化，则所消耗的硝酸的物质的量浓度为1mol•L^-1．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）铜与浓硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铜和二氧化氮和水；
（2）已经二氧化氮的颜色解答；
Ⅱ．（3）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和一氧化氮和水；依据一氧化氮为无色，二氧化氮为红棕色，一氧化氮容易被氧化氧化生成二氧化氮，据此判断解答；
（4）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，依据氮元素个数守恒计算消耗硝酸的物质的量浓度．

解答 解：Ⅰ．（1）铜与浓硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铜和二氧化氮和水，化学方程式：Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
故答案为：Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，二氧化氮为红棕色气体；
故答案为：红棕；
Ⅱ．（3）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和一氧化氮和水，化学方程式：3Cu+8H⁺+NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；若b生成的气体为红棕色，说明气体为二氧化氮，若b生成的气体为无色，接触空气后变为红棕色，说明生成气体为一氧化氮，故选C；
故答案为：3Cu+8H⁺+NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；C；
（4）12.8gCu物质的量为$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，与硝酸反应生成0.2mol硝酸铜，收集到2.24L标准状况下的气体，物质的量为0.1mol，依据氮原子个数守恒，消耗硝酸0.1mol，所以共硝酸硝酸的物质的量为0.2mol×2+0.1mol=0.5mol，消耗硝酸的物质的量浓度c=$\frac{0.5mol}{0.5L}$=1ml/L；
故答案为：1 mol•L^-1．

点评 本题考查了硝酸的性质，明确硝酸氧化性与浓度之间的关系是解题关键，注意解有关硝酸反应的计算题时，对氮原子守恒的应用，题目难度不大．