Question

【題目】實驗室開放日，化學小組的同學來到實驗室，對酸的性質很感興趣，向老師提出研究硝酸的性質，老師高興答應并帶領同學們進行了硝酸性質的實驗探究。

(1)（實驗設計）

①將石蕊試液滴入稀硝酸中，預計石蕊試液由紫色變________色。

②將Zn片投入稀硝酸中，預計將產生氫氣。

(2)（實驗驗證）

同學們按上述設計做了實驗，卻發現石蕊變色后一會兒即褪去，Zn片投入稀HNO3后，溶液中冒出氣泡，產生無色氣體A，在試管口氣體A變成紅棕色有刺激性氣味的氣體B。

（提出問題）

①石蕊試液變色后為何會褪色？

②上述產生的無色氣體是什么？硝酸具有哪些特性？

（查閱資料）

看到如此異常的現象，在老師的指導下，同學們上網查到了下列資料：

①硝酸可與Zn、Cu等多種金屬反應生成相應的硝酸鹽，但不生成H2。

②含氮元素的某些氣態物質的物理性質：

	NH3	N2	NO	NO2
顏色	無色	無色	無色	紅棕色
溶解性	極易溶于水	不溶于水	不溶于水	可溶于水或硝酸

（猜想與分析）

小明同學認為石蕊變色后又褪色的原因是由于試管不干凈，含有其他雜質造成的，要證明小明的觀點，應進行的操作是________。

(3)大家一致認同了紅棕色氣體B是NO2 ， 但對于無色氣體A及變化的原因有不同的看法：

①小麗同學認為A是NH3 ， 但遭到了大家的一致反對，原是________。

②小強同學認為A是N2 ， 也遭到大家的一致反對，原因是________。

③經討論，最終大家獲得了A是NO，NO在試管口遇氧氣生成NO2的共識。

(4)（實驗探究）

小紅同學對硝酸與Cu反應很感興趣，便取了一小塊Cu片投入稀HNO3中，發現Cu片溶解，也出現了上述Zn與稀HNO3反應的類似現象，確認生成了NO，并在老師的幫助下，測出恰好反應的Cu和HNO3的化學計算量數之比為3：8，由此獲得了Cu與稀HNO3的反應化學方程式________。

(5)（交流與反思）

①根據探究結果，請你解釋稀HCl跟Cu不反應而稀HNO3卻能跟Cu反應的原因________。

②實驗室制取氫氣________(填“能”“不能”)用稀硝酸。

Answer 1

【答案】 紅 取少量稀HNO3于干凈的試管中，滴入石蕊試液．觀察實驗現象 NH3極易溶于水，大多數氣體會溶解在稀HNO3中．且在常溫下NH3不易被氧化成NO2 N2的化學性質比較穩定，常溫下，N2在空氣中不能氧化成NO2 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 銅不與稀HCl發生置換反應，是因為銅的金屬活動性弱于氫．而稀HNO3具有強的氧化性，能與Cu發生氧化還原反應，生成NO等物質 不能

【解析】【實驗設計】（1）石蕊遇酸性溶液會變紅，稀硝酸溶液呈酸性所以石蕊會變紅；【猜想與分析】（1）設計一個干凈的試管進行對比試驗，從而確定是否是雜質影響了溶液顏色的變化，其操作為：取少量稀HNO3于干凈的試管中，滴入石蕊試液。觀察實驗現象（或用干凈的試管重復上述實驗）；（2）依據氮元素某些氣態物質的物理性質可知：①氨氣極易溶于水，且不易被氧化，所以該氣體不可能是氨氣；②由于氮氣化學性質很穩定，所以常溫下N2在空氣中不能直接被氧化成NO2；③依據題干中的信息可知該反應的反應物是一氧化氮和氧氣產物是二氧化氮，其方程式為：2NO+O2=2NO2；【實驗探究】由題干信息可知反應物是銅與硝酸與生成物是硝酸銅一氧化氮和水，設該方程式中銅與硝酸的化學計量數分別為x、y，則，可得，據此的此反應的方程是3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；

【交流與反思】(1)依據銅的金屬活動性可知銅的活動性在氫后，所以不會與鹽酸反應生成氫氣，但由于硝酸具有強氧化性，所以能與銅反應生成一氧化氮等物質；(2) 硝酸可與Zn、Cu等多種金屬反應生成相應的硝酸鹽，但不生成H2，所以實驗室中不能用鋅和硝酸反應制取氫氣。