铜与浓硝酸反应溶液颜色探究
2022-2023学年高一化学 苏教版教案：硝酸
第2课时 硝酸课程标准课标解读1．掌握浓、稀硝酸的强氧化性，了解硝酸的重要用途。
2．通过比较浓硝酸与稀硝酸性质的差异，认识硝酸浓度对反应产物的影响。
1．通过硝酸中氮元素的化合价分析硝酸的化学性质。
（宏观辨识与微观探析）2．通过对实现现象的观察、分析和推理，培养学生的实验能力、观察能力、思维能力，提高学生的化学素养。
（证据推理与模型认知）3．能依据实验目的，设计并优化实验方案，对硝酸相关性质进行探讨。
（科学探究与创新意识）知识点01 硝酸1．物理性质硝酸是一种无色，易挥发，具有刺激性气味的液体。
能与水以任意比互溶。
2．化学性质（1）硝酸是一元强酸，具有酸的通性。
能使紫色的石蕊试液变红、与某些金属氧化物反应、与某些盐反应、与碱反应。
但硝酸与金属反应一般不产生H 2。
硝酸与CaCO 3反应的化学方程式为：CaCO 3+2HNO 3=Ca(NO 3)2+CO 2↑+H 2O 。
（2）不稳定性硝酸不稳定，见光或受热易分解，化学方程式为：4HNO 3========受热或光照2H 2O ＋4NO 2↑＋O 2↑。
硝酸的保存方法：密封贮存在低温、避光处。
市售硝酸常因溶有少量NO 2略显黄色。
（3）【实验探究】硝酸的强氧化性 【实验1】铜与浓硝酸反应实验现象：试管中铜片溶解，有红棕色气体产生，溶液变蓝色，集气瓶中收集到无色气体。
实验结论：铜与浓硝酸反应生成了硝酸铜和NO 2气体。
【实验2】铜与稀硝酸反应目标导航知识精讲实验现象：试管中铜片溶解，有无色气体产生，溶液变蓝色，集气瓶中收集到无色气体。
实验结论：铜与浓硝酸反应生成了硝酸铜和NO 气体。
（4）硝酸的强氧化性硝酸是一种氧化性很强的酸，能与大多数金属（除Au 、Pt 等少数金属以外）、许多非金属以及有机物发生氧化还原反应。
①HNO 3与金属反应分别写出浓硝酸、稀硝酸分别与Cu 的反应方程式： Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ②硝酸与非金属的反应写出C 与浓硝酸反应的方程式：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。
《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。
铜与浓硝酸的化学反应方程式
铜与浓硝酸的化学反应方程式
今天我在学校做了一个好玩的实验！老师拿出了好多东西，其中就有一块铜和一瓶浓硝酸。
哇哦，好神奇啊，老师告诉我们这两样东西一加在一起就会发生化学反应哦！
老师先把铜块放进了浓硝酸里，哇——铜块好像一下子被吞进去了一样，冒起了好多黄色的烟雾，呲呲呲，真的好大声呀！我看到铜块渐渐变小了，颜色也变了，像是变成了溶液一样。
老师说，这就是铜与浓硝酸的反应，它会生成硝酸铜和氮的氧化物，还会释放出一些气体。
老师写下了反应方程式：
Cu+2HNO₃→Cu(NO₃)₂+H₂O+NO₂↑
我看得眼睛瞪得大大的，好像铜变魔术一样，变成了蓝蓝的溶液。
还闻到了一股怪怪的味道，呛得我有点咳嗽。
老师笑着说，这就是反应中释放的气体。
嘿嘿，好神奇呀！
虽然有点吓人，但我觉得这个实验真有趣！以后我一定要多学学化学，做更多有意思的实验！
—— 1 —1 —。
铜与浓硝酸反应溶液颜色探究PPT优秀课件
大量铜与浓硝酸反应后可得 蓝色溶液
12
铜与浓硝酸反应: Cu+4HNO3(浓) → Cu(NO3)2+2NO2 ↑ +2H2O 铜与稀硝酸反应: 3Cu+8HNO3(浓) → 3Cu(NO3)2+2NO↑ +2H2O
1
稀释过程中发生的变化
稀释前
Cu2+浓度较大
稀释后
HNO3浓度较大
NO2溶解在其 中呈棕黄色
Cu2+浓度变小
HNO3浓度 变小
10
验证结论:
如结论正确那么向铜与硝酸反应后的绿色 溶液中再加铜片，消耗硝酸使其浓度降低， 不利于二氧化氮在水中的物理溶解，溶液 应由绿色变为蓝色。
现象：溶液由绿色变为蓝色！
11
本节回顾
绿色溶液稀释变蓝
推测
可能导致溶液呈绿色的三种原因
验证
溶解其中的二氧化氮的红棕色与铜离子的 蓝色叠加呈绿色
预测并验证
方
⑶等量铜片溶解在
案
等体积浓稀硝酸里
⑷蒸发稀释后的蓝 色溶液中的水分
仍为蓝色
浓硝酸反应后得 绿色溶液，稀硝 酸得蓝色溶液
仍为蓝色
4
实验验证
1．验证:铜离子浓度大导致溶液呈现绿色
⑴配制硝酸铜浓溶 液
实 验
⑵向稀释后的蓝色溶 液中再加硝酸铜晶体
方
⑶等量铜片溶解在
案
等体积浓稀硝酸里
⑷蒸发稀释后的蓝 色溶液中的水分
溶解其中 的NO2消失
2
溶液呈绿色的可能原因
1．铜离子浓度大导致溶液呈现绿色 ２．过量的浓硝酸与硝酸铜混合导 致溶液呈现绿色 ３．溶解其中的二氧化氮的红棕 色与铜离子的蓝色叠加呈绿色
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。
“铜与浓硝酸反应”创新实验
2021年第2期 (总第536期）H实验N 地“铜与浓硝酸孩应”创新实骝*张光良(徐州市铜山区大许中学江苏徐州221124)文章编号：1002-2201 (2021) 024X )564M中图分类号:G 633.8文献标识码：B化学实验是化学课程的重要特征之一，对于全面发 展学生的化学核心素养有着极为重要的作用。
化学实 验能够激发学习兴趣，启迪科学思维，训练科学方法，培 养科学态度，是化学教学中最重要的教学内容。
在化学实验操作过程中经常会产生有毒有害气体, 任意排放这些有毒气体会污染大气、影响人们的身心健 康。
如何有效处理实验中的有毒气体、实现尾气的绿色 化处理日益成为化学教育工作者的首要任务。
绿色化 实验就是借助新型的化学工业技术及化学基本原理，从 根本上杜绝或者降低制造及使用诸多对自然环境、社会 稳定与人类健康有害的物质[1]。
实现绿色化实验的措 施很多，对于不同实验需采用不同的处理策略。
化学实验中容易造成倒吸，操作者一般都会竭力避 免。
然而，某些实验恰恰可以利用倒吸原理，实现尾气的 绿色化处理。
铜与浓硝酸反应正是这样一个典型例子。
—、实验来源苏教版(2014年）《化学1》专题四第二单元生活中 的含氮化合物“硝酸的性质”中[观察与思考]图4 - 15 所示的实验装置（见图1)，在教学过程中，发现该实验 存在以下几处不足：1. 不够严谨会使学生误解红棕色N 02气 体是反应生成的NO 与具支试管 内空气中氧气反应的产物。
2. 尾气处理不够绿色化产生有毒的N 02、N 0不能够图1教材实验装置完全绿色化处理，在具支试管和集气瓶内最终还残存 N 02、N 0 气体。
3. 缺乏可控性无法及时、有效地控制铜与浓硝酸的反应进程。
为了使实验更加严谨科学、绿色化、可控，进行了如 下创新设计。
二、实验用品药品:浓硝酸（10. 〇 m o l /L )、稀盐酸（1.0 m ol /L )、氢氧化钠溶液(2. 0 m o l /L )、铜条、碳酸钙（碎石子）。
铜与硝酸反应所得溶液呈绿色的实证研究
铜与硝酸反应所得溶液呈绿色的实证研究摘要:在Cu与HNO3溶液反应体系中，当HNO3浓度较高时产物主要为NO2，浓度较低时产物主要为NO，实验认为Cu与浓HNO3反应后一般得到绿色溶液，但实验发现铜与稀HNO3作用时也能得到绿色溶液。
通过对绿色溶液组成的探究，发现Cu与HNO3溶液反应之所以会变绿色的主要原因是因为反应产物中存在HNO2或NO2－，同时提出中间产物HNO2可以认为Cu与硝酸反应的催化剂，Cu与HNO3反应是自催化的化学过程。
关键词:铜硝酸绿色溶液实验探究反应机理1 问题提出硝酸在一般情况下都能与Cu发生反应，其产物都有Cu(NO3)2溶液，理论上，Cu(NO3)2溶液由于存在Cu2+(aq)而呈蓝色，但Cu和浓HNO3反应后的溶液往往呈绿色，夏立先、吴思杰老等老师认为溶液显绿色是由Cu2+和NO2相互作用引起的[1]，也有人认为是还原产物NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中引起的[2]。
为了验证上述文献所述的结论，笔者做了以下实验。
[实验1]在有足量的铜丝的烧杯中滴加适量的浓HNO3后，发现反应剧烈、产生红棕色气体，溶液先变为蓝色，然后逐渐变为绿色，随着反应的进行，溶液最终又得到了蓝色溶液。
[结论]Cu和浓HNO3反应后的溶液的确有时呈绿色，但当得到的Cu(NO3)2溶液较大时，溶液转化为蓝色。
[实验2]取少量蓝色的Cu(NO3)2溶液于小烧杯中，往烧杯中不断通入NO2，发现蓝色的Cu(NO3)2溶液转化为绿色。
以上2个实验说明文献[1、2]的结论是正确的，但是当我们进行[实验3]时发现，Cu和稀硝酸反应也得到了绿色溶液。
[实验3]取50mL0.6mol/LHNO3和过量的铜丝置于250mL的烧瓶中，在铜丝与硝酸混合后几小时内几乎无明显现象，而后溶液逐渐变为浅蓝色，再变为蓝色，反应3天多时间后溶液为绿色。
假如上述文献的结论是正确的，那么铜丝与0.6mol/L稀HNO3反应最终是不会得到绿色溶液呢，因为Cu 与稀HNO3反应的还原产物是NO而不是NO2。
新高一化学暑期衔接6.3 硝酸(教师版)
6.3 硝酸探究1 物理性质探究2 (1)实验探究(Ⅰ)试管内产生红棕色气体，酸呈黄色，(Ⅱ)铜片逐渐溶解；产生气泡；气体；溶液由无色变为蓝色(Ⅲ)铜片逐渐溶解；产生气泡；出现红棕色气体，色气体；将实验Ⅱ中铜片改为铁片或①酸的通性：a ．硝酸是强酸，其电离方程式为：HNO 3===H ＋＋NO －3。
b ．具有酸的通性：能使酸碱指示剂发生颜色变化，能与金属、碱性氧化物、碱、盐发生反应。
②不稳定性：见光或受热分解的化学方程式： 4HNO 3(浓)=====光照或加热4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O 。
③强氧化性：[必记结论](1)纯硝酸为无色液体，由于HNO3分解产生的NO2又溶于其中，浓硝酸一般呈黄色；质量分数为95%以上的硝酸为发烟硝酸。
(2)硝酸具有强氧化性，除Pt、Au之外，硝酸几乎能与所有金属反应，硝酸与金属反应不产生H2。
(3)常温下，Fe、Al遇浓硝酸钝化是在金属表面形成一层致密的氧化膜，阻止反应进一步进行，并非不反应。
(4)硝酸与金属反应一般显酸性和氧化性；与非金属反应一般显示氧化性。
(5)用棕色细口玻璃瓶保存硝酸，不能用橡胶塞，原因是硝酸腐蚀橡胶。
[成功体验]1．将浓HNO3与下列“物质(或方法)”的“反应情况”和“表现性质”用短线连接。
解析：浓HNO3具有酸性能使指示剂变色，并能氧化指示剂。
浓HNO3具有强氧化性，常温下使Fe、Al钝化，与Cu反应生成Cu(NO3)2，与非金属C加热生成CO2气体，但不能与Pt、Au反应。
在加热或见光时易分解。
答案：①－c－Ⅲ，②－d－Ⅱ、Ⅲ③－b－Ⅱ、Ⅲ，④－f－Ⅰ⑤－a，⑥－e－Ⅲ探究1 含氮物质的来源及其危害(1)pH ＜5.6的雨水称为酸雨：酸雨分硫酸型和硝酸型，我国酸雨类型为硫酸型，主要原因是大量含硫化石燃料的燃烧造成的。
(2)“赤潮”和“水华”均是水体富营养化造成污染的结果。
探究2 减少人类活动对氮循环和环境的影响措施 (1)控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
HNO3浓度
变小
溶解其中 的NO2消失
溶液呈绿色的可能原因
1．铜离子浓度大导致溶液呈现绿色 ２．过量的浓硝酸与硝酸铜混合导 致溶液呈现绿色
３．溶解其中的二氧化氮的红棕 色与铜离子的蓝色叠加呈绿色
实验验证 1．验证:铜离子浓度大导致溶液呈现绿色
现象 ⑴配制硝酸铜浓溶 液 ⑵向稀释后的蓝色溶 液中再加硝酸铜晶体 ⑶等量铜片溶解在 等体积浓稀硝酸里 ⑷蒸发稀释后的蓝 色溶液中的水分 蓝色溶液 仍为蓝色 浓硝酸反应后得 绿色溶液，稀硝 酸得蓝色溶液 仍为蓝色
现象 实 验 方 案 ⑴取少量稀释后的 蓝色溶液再加浓硝 酸 ⑵配制少量硝酸铜 溶液加浓硝酸 变绿
变绿
结论： 浓硝酸与硝酸铜混合 液可呈现绿色
３．验证：溶解其中的二氧化氮的红棕 色与铜离子的蓝色实 验 方 案 ⑵配制少量硝酸铜 溶液向其中通二氧 化氮 ⑶加热绿色溶液，烘 赶出其中二氧化氮 ⑷向绿色溶液中通空 气 现象 一段时间后变绿 一段时间后变绿
溶液由绿色变为蓝色 溶液由绿色变为蓝色
结论：二氧化氮可使硝酸铜溶液呈现绿色
结论：
铜与浓硝酸反应后溶液呈绿色主 要是因为溶解在其中的二氧化氮 与铜离子蓝色叠加而来，而浓硝 酸环境可使二氧化氮在水中呈现 出棕黄色。
验证结论:
如结论正确那么向铜与硝酸反应后的绿色 溶液中再加铜片，消耗硝酸使其浓度降低， 不利于二氧化氮在水中的物理溶解，溶液 应由绿色变为蓝色。
铜与浓、稀硝酸反应实验的探究
铜与浓硝酸反应:
Cu+4HNO3(浓) → Cu(NO3)2+2NO2 ↑ +2H2O 铜与稀硝酸反应: 3Cu+8HNO3(浓) → 3Cu(NO3)2+2NO↑ +2H2O
稀释过程中发生的变化 稀释前
Cu2+浓度较大 HNO3浓度较大
NO2溶解在其
中呈棕黄色
稀释后
现象：溶液由绿色变为蓝色！
本节回顾 绿色溶液稀释变蓝
推测
可能导致溶液呈绿色的三种原因
验证
溶解其中的二氧化氮的红棕色与铜离子的 蓝色叠加呈绿色
预测并验证
大量铜与浓硝酸反应后可得 蓝色溶液
实 验 方 案
实验验证 1．验证:铜离子浓度大导致溶液呈现绿色
⑴配制硝酸铜浓溶 液 ⑵向稀释后的蓝色溶 液中再加硝酸铜晶体 ⑶等量铜片溶解在 等体积浓稀硝酸里 ⑷蒸发稀释后的蓝 色溶液中的水分
实 验 方 案
结论： 溶液呈绿色与铜离 子浓度大无关
２．验证：过量的浓硝酸与硝酸铜 混合导致溶液呈现绿色