某小組研究Cu與濃硝酸反應時發(fā)現(xiàn)如表1現(xiàn)象:
表1:
裝置與試劑 | 現(xiàn)象 |
Cu片完全溶解,產(chǎn)生紅棕色氣體,得到綠色溶液A,該溶液長時間放置后得到藍色溶液B.反應后溶液體積幾乎不變。 |
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2↑
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2↑
。(2)甲同學猜測溶液A不是藍色而呈綠色與溶解了NO2有關,于是向溶液B中通入NO2,然后再持續(xù)通入一段時間N2,觀察到現(xiàn)象
溶液通入NO2后變綠,通入一段N2后又變藍
溶液通入NO2后變綠,通入一段N2后又變藍
,證實猜測合理。甲同學為深入研究溶液A呈綠色的原因,查得如表2資料并提出了新的假設:表2:
資料?。篘O2溶于水部分會發(fā)生歧化反應2NO2+H2O?HNO2+HNO3 資料ⅱ:NO2-能與Cu2+絡合:Cu2+(藍色)+4NO2-?Cu(NO2)42-(綠色) 資料ⅲ:HNO2是弱酸,加熱或與強酸發(fā)生分解3HNO2?HNO3+2NO↑+H2O |
為了驗證假設一的合理性,甲同學進行了如表3實驗:
【實驗一】
表3:
操作 | 現(xiàn)象 |
①向20.0mL 0.5mol?L-1Cu(NO3)2藍色溶液中通入少量NO2氣體 | 溶液呈綠色 |
②向20.0mL水中通入與①中等量的NO2氣體 | 溶液呈無色 |
證明NO2溶于水時沒有顏色變化,排除這一因素在①中的干擾
證明NO2溶于水時沒有顏色變化,排除這一因素在①中的干擾
。(4)乙同學向①所得溶液中滴加濃硫酸,使溶液中c(H+)達約8mol?L-1,觀察到有無色氣體放出(遇空氣變?yōu)榧t棕色),溶液很快變回藍色。利用平衡移動原理解釋溶液變藍的原因
加入濃硫酸后,溫度升高且c(H+)增大,引起平衡HNO2?NO2-+H+逆向移動,HNO2分解導致c(HNO2)下降,c(NO2-)下降,Cu2+(藍色)+4NO2-?Cu(NO2)42-(綠色)逆向移動,溶液顏色由綠色變?yōu)樗{色
加入濃硫酸后,溫度升高且c(H+)增大,引起平衡HNO2?NO2-+H+逆向移動,HNO2分解導致c(HNO2)下降,c(NO2-)下降,Cu2+(藍色)+4NO2-?Cu(NO2)42-(綠色)逆向移動,溶液顏色由綠色變?yōu)樗{色
。(5)綜合甲乙兩位同學的實驗,假設一不成立。請說明理由
加酸后溶液變?yōu)樗{色,說明酸性較強的溶液中NO2-不能大量存在,因此Cu(NO2)42-也不能大量存在,不是溶液A呈綠色的主要原因
加酸后溶液變?yōu)樗{色,說明酸性較強的溶液中NO2-不能大量存在,因此Cu(NO2)42-也不能大量存在,不是溶液A呈綠色的主要原因
。乙同學查得如下資料并提出來另一種假設:
資料ⅳ:濃硝酸中溶有NO2時呈黃色;水或稀硝酸中溶有少量NO2時呈無色
假設二:A中濃硝酸溶解了NO2所得黃色溶液與Cu2+的藍色復合形成的綠色。
為驗證假設二的合理性,乙同學進行了如表4實驗:
【實驗二】
表4:
操作 | 現(xiàn)象 |
①配制與溶液A的c(H+)濃度相同的HNO3溶液,取20.0mL,通入少量NO2氣體 | 溶液呈黃色 |
②加入 20.0mL 0.5mol?L-1Cu(NO3)2 20.0mL 0.5mol?L-1Cu(NO3)2 |
溶液變?yōu)榫G色 |
③…… | 溶液立即變回藍色 |
20.0mL 0.5mol?L-1Cu(NO3)2
20.0mL 0.5mol?L-1Cu(NO3)2
,操作③進一步證明了假設二的合理性,寫出該操作:加水稀釋
加水稀釋
。【答案】Cu+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2↑;溶液通入NO2后變綠,通入一段N2后又變藍;證明NO2溶于水時沒有顏色變化,排除這一因素在①中的干擾;加入濃硫酸后,溫度升高且c(H+)增大,引起平衡HNO2?NO2-+H+逆向移動,HNO2分解導致c(HNO2)下降,c(NO2-)下降,Cu2+(藍色)+4NO2-?Cu(NO2)42-(綠色)逆向移動,溶液顏色由綠色變?yōu)樗{色;加酸后溶液變?yōu)樗{色,說明酸性較強的溶液中NO2-不能大量存在,因此Cu(NO2)42-也不能大量存在,不是溶液A呈綠色的主要原因;20.0mL 0.5mol?L-1Cu(NO3)2;20.0mL 0.5mol?L-1Cu(NO3)2;加水稀釋
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:289引用:1難度:0.1
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