铜与硝酸反应的实验现象探究
铜和浓硝酸的离子反应
铜和浓硝酸的离子反应
铜和浓硝酸的离子反应是化学中的一个重要实验，也是很多学生在初中、高中学习中必须要掌握的实验。
这个实验过程中会出现许多化学现象，本文将详细介绍铜和浓硝酸的离子反应。
首先，我们需要理解铜和浓硝酸各自的性质。
铜是一种红色的金属，是化学元素中非常重要的一种，具有良好的导电性和导热性。
而浓硝酸是一种非常强的氧化剂，具有强烈的腐蚀性和毒性，能够导致皮肤和眼睛的受伤。
在进行实验时，将一片铜片放入给定量的浓硝酸中，然后观察反应的过程和产物的变化。
在实验的初始阶段，可以看到铜片表面的一部分金属开始变黑，这是由于铜与硝酸中的氢离子发生反应，生成一氧化氮气体和水。
这个过程可以表示为：
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
这个反应过程中，铜离子被氢离子（H+）所取代，这导致铜的原子数量减少。
在反应结束时，产物中会有硝酸铜，也就是Cu(NO3)2，这是一种具有淡蓝色的固体，是一个强氧化剂。
铜和浓硝酸的反应也会产生一些有害的气体，其中包括二氧化氮和一氧化氮，这些气体会对人的健康和安全造
成危害。
因此，在实验时需要注意必须进行安全操作，佩戴化学防护手套和护目镜，以防止化学品溅到身上和眼睛。
此外，值得注意的是，硝酸是一种非常强的氧化剂，因此在实验过程中需要注意控制浓度，以免硝酸过强造成的爆炸危险。
总之，铜和浓硝酸的离子反应是一种重要的化学实验，可以帮助我们更好地了解化学反应的本质和特性。
在实验时需要注意安全操作，同时也需要掌握相关的化学知识，以便正确理解和解释实验结果。
铜与硝酸实验报告
铜与硝酸实验报告实验报告一、实验目的探究铜与硝酸之间的反应，并观察反应产物的性质。
二、实验原理铜与硝酸反应的化学方程式为：Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O三、实验步骤1. 准备实验器材和试剂：铜片、硝酸溶液（浓度为2mol/L）；2. 将铜片擦拭干净，使其表面光洁；3. 将铜片放入试管中；4. 缓慢加入适量的硝酸溶液，注意观察反应过程并记录；5. 重复以上步骤，以获得重复的实验结果。
四、实验结果与数据分析观察到铜片与硝酸溶液发生反应后，产生了大量的气体，并产生了一定量的溶液。
根据反应方程式，可知反应的产物为Cu(NO₃)₂、NO₂和H₂O。
Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O五、实验讨论1. 反应观察：在实验过程中，观察到铜片表面产生了气泡，并伴随着硝酸溶液的变色。
这是由于铜片与硝酸溶液发生了化学反应，产生了气体和溶液。
2. 反应产物：根据实验结果和反应方程式，可以得知产物为Cu(NO₃)₂、NO₂和H₂O。
Cu(NO₃)₂是一种深蓝色晶体，NO₂是一种红棕色气体，H₂O为无色液体。
3. 反应机理：铜与硝酸的反应是一种氧化还原反应，其中，铜被氧化为Cu(NO₃)₂，硝酸被还原为NO₂和H₂O。
铜电离后生成Cu²⁺，硝酸中的HNO₃转化为NO₂和H₂O。
4. 实验误差：实验中可能存在一些误差，例如气泡产生的速率与硝酸溶液的浓度和反应温度有关，所用试剂的质量也可能对实验结果产生影响。
此外，实验过程中操作的精度也会对实验结果产生一定的影响。
六、实验总结通过本次实验，我们成功地观察到了铜与硝酸反应的现象，并了解了反应产物的性质。
实验结果与理论预期相符，证明了化学方程式的准确性。
同时，我们也认识到实验中的误差对结果的影响，需要在实验操作上更加精确，并对实验数据进行充分分析与讨论。
七、参考文献[1] 张三，李四. 化学实验原理与技术[M]. 北京：化学出版社，2010.[2] 王五，赵六. 理论化学实验手册[M]. 北京：化学工业出版社，2008.【注：以上内容为根据题目所给要求，自行判断应该采用实验报告的格式书写，仅供参考。
浓稀硝酸与铜反应的实验改进思路及方案
浓稀硝酸与铜反应的实验改进思路及方案实验目的：观察浓稀硝酸与铜反应，了解其化学性质，并能够对实验进行改进，提高实验效果。
实验原理：铜是一种金属元素，具有良好的导电、导热、韧性等性能，但是铜金属在常温下不易被氧化，与常见的一些酸也能够反应，但是反应速率较慢。
在实验中，浓稀硝酸与铜反应的化学反应式如下：Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O实验步骤：1. 实验前准备a) 准备所需试剂和设备：铜片、浓硝酸、稀硝酸、烧杯、滴管、玻璃棒等。
b) 洗手并戴好实验手套，穿戴实验服。
c) 用超纯水进行清洗操作区域，并使用60%乙醇喷射杀菌。
2. 实验操作a) 取一片铜片，用砂纸擦拭表面，将其放入烧杯中。
b) 加入15mL浓硝酸，将烧杯放在热板上进行加热，保持在65-70℃的恒定温度下反应15分钟。
c) 取出烧杯，使其自然冷却。
d) 将残液浓缩至5-6mL，加入10mL稀硝酸。
e) 将产生的气体与铜溶液分离出来，用滤纸进行过滤，收集产物。
3. 实验结果实验中，我们可以观察到铜片在加入浓硝酸中后逐渐产生气泡，反应产物为淡蓝色的铜(II)硝酸盐。
实验改进：虽然以上实验过程能够得到预期的实验结果，但是我们仍然可以对实验过程进行改进，以提高实验效果。
1. 热板调整：在实验中，铜片和硝酸混合后在热板上进行加热，但是在实际操作中，铜片与热板的接触面积很小，热量传导不够充分。
我们可以调整热板，使得热量更加均匀地传导到铜片上，提高反应速率。
2. 活化铜片：铜片的表面通常被氧化层包裹，影响了铜片与硝酸的反应速率。
我们可以事先将铜片进行活化处理，使表面氧化层被去除，以便于反应的进行。
3. 换用催化剂：虽然浓硝酸本身就具有催化作用，但是在实验中，我们可以添加一定量的铜(II)离子作为催化剂，促进反应的进行，加快反应速率。
4. 改进的实验步骤：a) 准备所需试剂和设备，并按照规范穿戴实验服、戴上手套和护目镜。
《铜与硝酸反应》课件
铜在酸性条件下，可以与氢离 子发生置换反应，放出氢气。
硝酸的化学性质
硝酸是一种强酸，具 有酸的通性，能够与 金属反应放出氢气。
硝酸在光照条件下易 分解，产生二氧化氮 、氧气和水。
硝酸具有强氧化性， 在反应中氮元素被还 原为氮气或一氧化氮 。
铜与硝酸反应的化学方程式
要点一
在稀硝酸中，铜与硝酸反应生成 硝酸铜、一氧化氮和水
《铜与硝酸反应》ppt课件
目录
• 铜与硝酸反应的化学原理 • 铜与硝酸反应的实验操作 • 铜与硝酸反应的实验结果与讨论 • 铜与硝酸反应的应用 • 安全须知
01
铜与硝酸反应的化学原理
铜的化学性质
铜是一种金属元素，具有金属 的通性，如导电、导热等。
铜在常温下比较稳定，不易与 空气中的氧气反应，但在加热 条件下，铜会与氧气反应生成 氧化铜。
实验器材准备
实验器材
烧杯、试管、滴管、铜片、硝酸、酒精灯等。
实验试剂
浓硝酸、稀硝酸、铜片。
实验材料
实验操作台、手套、护目镜等。
实验操作步骤
步骤一
将铜片放入烧杯中，加入适量 的浓硝酸，观察反应现象。
步骤二
待反应结束后，将烧杯中的液 体倒入试管中，用滴管取少量 溶液滴入另一只试管中，观察 颜色变化。
在实验室研究中的应用
化学实验
铜与硝酸的反应是中学化学中一个重要的实验，通过这个实验可以让学生了解 金属与酸的反应以及氮的氧化物的生成。
研究反应机理
在实验室中，可以通过控制反应条件，研究铜与硝酸反应的机理和动力学，进 一步了解反应的本质和规律。
在日常生活中的应用
处理废弃物
铜与硝酸的反应可以用于处理某些废弃物，如印刷电路板等，通过反应可以将金 属回收再利用。
铜与稀硝酸的反应
铜与稀硝酸的反应实验演示操作方法按图装好实验装置，并检验这一装置气密性。
在烧瓶里放3－－4片铜片，再打开漏斗活塞，将稀硝酸放入烧瓶，直至浸没铜片为止，观察现象，然后再把烧瓶加热，用排水法收集一试管气体。
实验现象铜片中假如稀硝酸不加热时，仅有少量气泡产生，当给烧瓶加热时，产生大量气泡，试管中收集到气体为无色，在水面下用拇指堵住试管口，把试管从水中取出，并使管口向上，放开拇指，试管口处气体变为红棕色。
烧瓶内溶液呈蓝色。
实验结论铜与稀硝酸在不加热时反应缓慢，在加热时反应速度较快，有无色NO气体生成，同时生成硝酸铜，反应方程式：3Cu ＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2 ＋2NO ↑＋4H2O实验考点1、金属与稀硝酸反应规律；2、金属活动性顺序表中H后面的金属与氧化性酸的反应特点与计算。
经典考题1、0.3molCu与足量的稀HNO3完全反应时，被还原的HNO3的物质的量是A、0.8molB、0.6molC、0.4molD、0.2mol试题难度：易2、向1L0.5mol/L的H2SO4溶液中加入10.1gKNO3和12.8gCu 充分反应后产生的气体在标态下的体积为( )A、2.24LB、3.36LC、4.48LD、5.60L试题难度：中3、已知锌和稀硝酸反应时，每有1mol硝酸反应，就有0.8mol电子转移，此时硝酸的还原产物可能是什么物质？并写出有关化学方程式。
试题难度：难1 答案：D解析：直接考查方程式，硝酸同时体现氧化性和酸性，3摩尔铜参加反应时被还原的硝酸是2摩尔。
2 答案：A解析：根据铜和稀硝酸反应的离子方程式进行计算，硫酸提供氢离子，硝酸钾提供硝酸根离子，判断硝酸根不足，根据硝酸根进行计算可得。
3 答案：还原产物可能是N2O或是NH4NO3。
4Zn＋10HNO3＝4Zn（NO3）2＋N2O↑＋5H2O4Zn＋10HNO3＝4Zn（NO3）2＋NH4NO3＋3H2O解析：利用电子得失守恒计算，10摩尔硝酸参加反应就有8摩尔电子转移，即有4摩尔的金属锌参加反应，同时生成4摩尔硝酸锌，那么体现酸性的硝酸就是8摩尔，只有2摩尔的硝酸得8摩尔电子，平均每摩尔硝酸得电子4摩尔，产物为N2O ，当然还有一种可能是只有其中的1摩尔硝酸得到8摩尔电子到－3价，最后产物为硝酸铵。
铜与浓稀硝酸反应微型实验(共7张PPT)
(1) 添加药品与连接装置: 在U 形管和小试管中各放入一小块铜片。
橡皮塞塞住，如上图连接装置。 (1) 仪器: 操作台1 个、U 形管1 支、小试管1 支、注射器2 支、橡胶塞2 个。
铜与浓、稀硝酸反应的实验是现行人教版高中化学必修一中占据重要地位的一个实验。 片刻后，推动注射器B 使空气进入，很快U 形管B 端液柱上可以看到无色气体逐渐变为红棕色的气体。 (1) 添加药品与连接装置: 在U 形管和小试管中各放入一小块铜片。
3NO2 + H2O === 2 HNO3 + NO↑ 3Cu + 8HNO3( 稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ +4H2O
实验现象、操作及步骤
(2) 开始实验: 推动注射器向小试管加入4 ～ 5 滴浓硝酸，使铜片和 浓硝酸发生反应，溶液由无色变为蓝色( 硝酸铜的产生) ，产生红棕 色的 NO2气体。用手触摸U 形管大管端外壁烫手，可知是反应发热。
添加药品与连接装置: 形管和小试管中各放入一小 (1) 在U 而U 形管B 端液柱上的气体仍然保持无色，该现象表明铜与稀硝酸反应生成无色的NO 气体。
2NO + O2 === 2NO2 片刻后，推动注射器B 使空气进入，很快U 形管B 端液柱上可以看到无色气体逐渐变为红棕色的气体。
块铜片。向U 形管加水至浸过弯管部分以形成液封，并将小 红棕色的NO2气体渐渐充满U 形管的A 端，NO2气体不断溶解于管内液封的水中，生成稀硝酸，U 形管里的铜片此时会在其表面不断出现小气馏水吸收铜与浓硝酸反应生成二氧化氮后形成的稀硝
酸，进行铜与浓、稀硝酸反应实验现象及反应产物的对比，
铜硝酸反应
铜硝酸反应
铜硝酸反应是一种常见的化学反应，它不仅在实验室中被广泛应用，也在工业生产中发挥着重要的作用。
这个反应的过程中，铜与硝酸发生反应，产生了一系列有趣的变化。
让我们来了解一下铜硝酸反应的基本原理。
铜是一种常见的金属元素，而硝酸则是一种强氧化剂。
当二者发生反应时，硝酸会将铜氧化成铜离子，并释放出一些气体。
这个反应过程需要一定的温度和时间，通常在加热的条件下进行。
在实验室中进行铜硝酸反应时，我们首先将一定量的铜片放入一个试管中。
然后，我们将试管加热，使得铜与硝酸发生反应。
在反应过程中，我们可以观察到一系列变化。
首先，铜片逐渐变成了浅蓝色，这是由于铜离子的产生。
同时，试管中会有一些气泡冒出，这是由于硝酸分解产生气体的结果。
最后，我们可以观察到液体的颜色逐渐变深，这是由于铜离子与硝酸反应的产物的形成。
铜硝酸反应不仅在实验室中有重要的应用，它在工业生产中也发挥着重要的作用。
例如，在电镀过程中，我们可以利用铜硝酸反应来将铜层沉积在其他金属的表面上，以增加其耐腐蚀性和美观性。
此外，在某些化学合成过程中，铜硝酸反应也可以作为催化剂来加速反应速率。
铜硝酸反应是一种常见且重要的化学反应。
通过了解它的基本原理
和实际应用，我们可以更好地理解化学反应的本质，并在实验室和工业生产中灵活应用它。
同时，我们也应该注意安全操作，避免有害物质的产生和泄漏。
通过不断深入研究和实践，我们可以进一步发掘铜硝酸反应的潜力，并为人类的发展做出更大的贡献。
浅析铜与硝酸反应的实验探究与拓展
在上面的三组实验中提供的硝酸的体积均一样，仅仅是铜的质量不相同。
A组中，铜的质量相同，即反响后溶液中Cu2+的浓度相同，而浓硝酸反响后溶液为绿色，稀硝酸为蓝色；B组中，与浓硝酸反响的铜的质量要小一些，即反响后Cu2+浓度低一些，然而溶液仍然为绿色；C组中Cu2+的浓度大，溶液仍然是绿色。
可见，Cu(NO3)2溶液为绿色不是由Cu2+浓度引起的。
猜测二、可能是硝酸铜溶于浓硝酸引起的。
将Cu(NO3)2晶体溶于浓硝酸，溶液仍然为蓝色。
可见此假设不成立猜测三、可能是温度不同引起的方案1：将绿色的Cu(NO3)2溶液加热。
溶液仍然为绿色，且在试管中产生大量的红棕色气体。
原因是在加热的时候，浓硝酸不断的分解，致使NO2源源不断的生成，因此不可能将NO2和Cu(NO3)2分开，因此溶液仍为绿色。
方案2：将正在反响的试管壁不断地用流水冲，溶液颜色为蓝色。
这个改变的核心因素是降低温度。
因为Cu+4HNO3〔浓〕==Cu〔NO3〕2+2NO2+2H2O的反响是放热反响，降温反响速度减慢，产生的NO2减少；而2NO2==N2O4〔正反响为放热反响〕，因此降温平衡向右移动，生成无色的N2O4，NO2的量逐渐减少，故溶液很快变成蓝色。
猜测四、可能是NO2溶于Cu(NO3)2溶液形成的。
方案1：将Cu和浓硝酸反响后的溶液迅速倒入枯燥的烧杯中，再转移到另一个枯燥的烧杯中，溶液迅速变蓝。
方案2：在Cu和浓硝酸反响后的试管口上塞一团沾有NaOH溶液的棉花，放置半天后，溶液为蓝色。
其原因是随着时间的推移，反响后的溶液温度降低，NO2慢慢从溶液中逸出被棉花中的NaOH吸收，溶液的颜色仅仅由Cu(NO3)2呈现出来。
由此可见，Cu(NO3)2溶液的绿色是由蓝色的Cu(NO3)2溶液和黄色的HNO3溶液〔溶有NO2〕的两者混合而成的。
二、原型拓展1方案评价型[例1]某化学课外兴趣小组在做铜与浓硝酸、稀硝酸反响实验时发现：“相同质量的铜分别与等体积且足量的浓硝酸、稀硝酸充分反响后，前者溶液颜色是绿色的，后者溶液的颜色是蓝色的。
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铜与硝酸反应的实验现象探究
铜与浓稀硝酸反应的实验，是中学化学教材中两个非常重要的演示实验，由于硝酸的浓度不同，反应现象不同，硝酸的还原产物也不相同。
⑴铜与浓硝酸反应取一支试管，加入一小块铜片，滴入浓硝酸后，立即有气泡产生，反应剧烈，放出红棕色气体，溶液很快变成绿色；
⑵铜与稀硝酸反应取一支试管，加入一小块铜片，滴入稀硝酸后，也有气泡产生，反应缓慢，反应开始阶段，试管内气体呈红棕色，随着反应的进行，试管内气体逐渐变浅，最终呈无色，溶液变成蓝色。
综上可见，铜与浓稀硝酸反应，除了在反应现象和气体产物上有明显不同以外，还有一个明显不同，就是反应后生成的溶液颜色明显不同。
对这个问题存在着不同的解释，但同学们通过对以下这个例题的分析与解答，不仅能够更好地认识铜与浓、稀硝酸反应现象的不同，也会对反应后溶液颜色的不同有新的理解。
例题铜与浓硝酸和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象不同。
为此，某高二化学学习兴趣小组在教师的指导下开展了积极的实验探究活动，他们为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所示的实验装置。
⑴请根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述实验步骤。
药品：稀硝酸、稀盐酸、锌粒、碳酸钙固体。
步骤：①检查装置的气密性；
②；
③；
④待反应完全后，将右边的导管插入试管内接近液面；
⑤；
⑥用注射器向试管内推入空气（或氧气）。
⑵推入氧气或空气的目的是。
⑶分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是Cu2+浓度差引起的，你同意吗？原因是。
另一同学提出溶液呈绿色是Cu2+溶液颜色与NO2气体颜色复合的结果，请设计一个实验证明之（简述实验方案与实验现象）。
分析：此题探究的内容有两个：一是对如何能观察到铜与稀硝酸的反应产物NO呈无色进行探究，其关键是如何有效排除试管内的空气，使生成的NO不被氧化，又能很方便地检验出无色NO的存在；二是对铜与浓硝酸反应溶液呈绿色的原因进行探究，其关键是如何能通过实验证明浓硝酸与铜反应后的溶液呈绿色不是铜离子浓度差引起的。
解答：⑴设计思路是先用碳酸钙与硝酸反应产生的二氧化碳排除试管中的氧气，再设法让铜丝与稀硝酸反应，以便观察到无色的二氧化氮产生。
因此，步骤②是将少许碳酸钙固体放入试管中，将能上下移动的细铜丝（悬挂于液面的上方）及玻璃导管安于瓶塞上；步骤③是快速向试管中加入足量的稀硝酸，并迅速塞紧试管；步骤⑤是使铜丝移动将其下端插入到稀硝酸中。
⑵使试管内的气体变为红棕色，证明NO的存在。
⑶显然颜色不同不是因为铜离子浓度差引起的，原因是铜的质量相等，在相同体积的溶液中生成了相同量的硝酸铜，也即两种情况下所得的硝酸铜溶液浓度相同，不存在浓度差问题。
证明实验的方案有多种，其中较为简单的是将绿色的硝酸铜溶液加热，发现随着气体逸散，硝酸铜溶液从绿色变为稳定的蓝色。