Question

【題目】硝酸被稱為“國(guó)防化工之母”，某化學(xué)興趣小組對(duì)濃硝酸與銅片的反應(yīng)進(jìn)行探究，請(qǐng)完成下列問題。

(1)寫出反應(yīng)剛開始階段化學(xué)方程式，并用“雙線”橋表達(dá)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目______________，該階段反應(yīng)現(xiàn)象為_________。

(2)最終銅有剩余，則反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)的離子方程式是________；待反應(yīng)停止時(shí)，再加入稀硫酸，這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是_______。

(3)用試管將反應(yīng)產(chǎn)生的NO2收集滿并倒立在足量的水中，待試管中液面不再上升時(shí)，試管中剩余氣體的體積約為原氣體體積的________(相同條件下)

(4)若12.8g銅與一定質(zhì)量的濃硝酸反應(yīng)，銅完全溶解時(shí)，產(chǎn)生NO和NO2混合氣體共5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為_________。

Answer 1

【答案】 銅片溶解，溶液變藍(lán)色，產(chǎn)生紅棕色氣體。 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 溶液中的硝酸根與硫酸中的氫離子重新具有硝酸的性質(zhì)，可以繼續(xù)反應(yīng) 0.4 mol

【解析】

(1)Cu與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生Cu(NO3)2、NO2、H2O，根據(jù)元素化合價(jià)升降總數(shù)等于反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目用“雙線”橋表達(dá)電子轉(zhuǎn)移；從固體、液體、氣體物質(zhì)變化分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；

(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸變?yōu)橄∠跛幔?/span>Cu與稀硝酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生硝酸銅、NO、H2O，根據(jù)離子方程式書寫原則，將化學(xué)方程式改寫為離子方程式；

(3)根據(jù)NO2與H2O反應(yīng)的方程式，結(jié)合反應(yīng)前后氣體體積變化分析判斷；

(4)根據(jù)金屬Cu失去電子的物質(zhì)的量與硝酸得到電子的物質(zhì)的量相等計(jì)算。

(1)Cu與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生Cu(NO3)2、NO2、H2O，反應(yīng)方程式為：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，在該反應(yīng)中Cu元素化合價(jià)升高，失去電子2e-，HNO3中N元素化合價(jià)降低，得到電子2e-，用雙線橋法表示電子轉(zhuǎn)移為：；

物質(zhì)Cu與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)，會(huì)看到銅片逐漸溶解，溶液由無色變藍(lán)色，產(chǎn)生紅棕色氣體；

(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸變稀，這時(shí)是稀硝酸與Cu的反應(yīng)，化學(xué)方程式為：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，該反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；待反應(yīng)停止時(shí)，若再加入稀硫酸，硫酸電離產(chǎn)生H+，與Cu(NO3)2電離產(chǎn)生的NO3-以HNO3的作用，將Cu氧化，繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，因此這時(shí)從銅片上又有氣泡產(chǎn)生；

(3)用試管將反應(yīng)產(chǎn)生的NO2收集滿并倒立在足量的水中，發(fā)生反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO，由方程式可知3體積的NO2反應(yīng)后變?yōu)?/span>1體積的NO，因此反應(yīng)后待試管中液面不再上升時(shí)，試管中剩余氣體的體積約為原氣體體積的；

(4)在Cu與硝酸的反應(yīng)中，Cu失去電子變?yōu)?/span>Cu(NO3)2，HNO3得到電子變?yōu)?/span>NO、NO2。在反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，所以n(Cu)==0.2 mol，所以反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量n(e-)=2n(Cu)=2×0.2mol=0.4 mol。