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  • 1. (2020高一上·房山期末) 某研究性学习小组在做Cu 和浓HNO3、稀HNO3反应时,发现生成溶液的颜色有差别。Cu和浓HNO3反应后的溶液为鲜艳草绿色,而Cu和稀HNO3反应溶液为蓝色。

    1. (1) 写出Cu和浓HNO3反应的化学方程式:
    2. (2) 该研究性小组成员对反应后生成的溶液颜色差别进行了实验探究。

      甲同学认为:绿色是硝酸铜溶液浓度较大引起的,即Cu(NO3)2浓溶液显绿色,Cu(NO3)2稀溶液显蓝色。

      乙同学认为:绿色是NO2溶于Cu2+溶液引起的。

      ①甲同学用Cu(NO3)2晶体配制成稀溶液,溶液为浅蓝色,随着Cu(NO3)2固体的加入,最终配成饱和溶液,颜色逐渐变深,但始终是蓝色。该现象可证明甲同学推测(填“合理”或“不合理”)。

      ②乙同学将Cu与浓HNO3反应后的绿色溶液稍微加热,放出大量红棕色气体,溶液变为色,证明乙同学推测可能成立。

      ③乙同学设计实验进一步探究,向不同浓度的铜盐溶液中通入NO2气体,实验数据和实验现象如下表:

      不同浓度铜盐溶液中通入NO2气体的现象

      实验编号

      饱和Cu(NO3)2溶液体积/mL

      2

      1

      0

      0

      蒸馏水体积/mL

      0

      1

      0

      1

      饱和CuSO4溶液体积/mL

      0

      0

      2

      1

      现象

      蓝绿色

      蓝绿色

      绿色

      绿色

      对比实验1和2,或对比实验3和4,可以得到结论。对比铜与浓硝酸的反应,生成的部分NO2 也会溶入溶液,使溶液呈现绿色。说明“反应混合液”呈绿色确实与NO2气体溶解有关。

    3. (3) 丙同学查阅文献:浓硝酸和铜的反应因为有亚硝酸(HNO2)生成,进而可以和Cu2+ 结合成亚硝酸化合物,而铜的亚硝酸化合物是绿色的。

      ①丙同学设计实验验证生成了亚硝酸(HNO2),取一支试管加入浓硝酸1 mL,插入铜丝后,快速反应,有红棕色气体放出,溶液为绿色;然后加入3滴30%的H2O2溶液,震荡后溶液变为蓝色。分析原因是H2O2和反应过程中生成的HNO2发生了氧化还原反应,写出H2O2和HNO2反应的化学方程式:

      ②丙同学继续设计实验验证。取1 mol/LCu(NO3)2溶液2 mL,加入1 mol/L的NaNO2溶液3滴,观察溶液变为绿色,再加入3滴30%H2O2和1滴浓硝酸。溶液很快由绿色变为蓝色。由此可以得到Cu和浓HNO3反应后的溶液为绿色的原因是:

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