15.化學小組同學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.
【實驗設計】將石蕊試液滴入稀硝酸中,預計石蕊試液由紫色變紅色.
【實驗驗證】同學們按上述設計做了實驗,卻發(fā)現石蕊變色后一會兒即褪去,Zn片投入稀HNO
3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H
2.
(2)氮元素某些氣態(tài)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】
(1)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,應進行的操作是取少量稀HNO
3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)大家一致認同了紅棕色氣體B是NO
2,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NH
3,但遭到大家的一致反對,原因是NH
3極易溶于水,大多數氣體會溶解在稀HNO
3中.且在常溫下NH
3不易被氧化成NO;
②小強同學認為A是N
2,也遭到大家的一致反對,原因是N
2的化學性質比較穩(wěn)定,常溫下,N
2在空氣中不能氧化成NO;
③經討論,最終大家獲得了A是NO的共識.NO遇氧變成NO
2的化學方程式為2NO+O
2=2NO
2.
【實驗探究】小紅同學對硝酸能與Cu反應很感興趣,便取了一小塊銅片投入稀HNO
3中,發(fā)現Cu溶解,也出現上述Zn與稀HNO
3反應的類似現象,確證生成了NO,并在老師的幫助下,測出恰好反應的Cu和HNO
3的質量比為8:21,由此獲得了Cu與稀HNO
3的反應方程式為3Cu+8HNO
3=3Cu(NO
3)
2+2NO↑+4H
2O.
【交流與反思】根據探究結果,請你解釋稀HCl跟銅不反應而稀HNO
3卻能跟銅反應的原因銅不與稀HCl發(fā)生置換反應,是因為銅的金屬活動性弱于氫.而稀HNO
3具有強的氧化性,能與Cu發(fā)生氧化還原反應,生成NO等.