淺析銅與硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究與拓展

1、淺析銅與硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究與拓展長沙市第21中學(xué) 410007 邵國光一、問題探究探究1濃HNO3與Cu反應(yīng)生成NO2，稀HNO3與Cu反應(yīng)生成NO。濃、稀硝酸哪種氧化性強(qiáng)？甲認(rèn)為稀HNO3的氧化性強(qiáng)，原因是濃HNO3和Cu反應(yīng)產(chǎn)生NO2，氮元素的化合價(jià)降低1，而稀HNO3和Cu反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生NO，氮元素的化合價(jià)降低3，氮元素得電子數(shù)后者大于前者；乙認(rèn)為濃HNO3的氧化性強(qiáng)，原因是從反應(yīng)條件看，濃HNO3與Cu反應(yīng)時(shí)速率快，稀HNO3與Cu反應(yīng)的速率很慢，加熱時(shí)才有明顯反應(yīng)。怎樣確定哪種解釋正確?分析：根據(jù)反應(yīng)：Cu + 4HNO3（濃）= Cu(NO3)2 + 2 NO2+ 2H2O，3Cu+8

2、HNO3（?。?3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可推測濃HNO3與NO不能共存，因?yàn)榉磻?yīng)產(chǎn)物是NO2，而稀HNO3和NO能共存。因此只要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)可證明濃HNO3能氧化NO，稀HNO3不能氧化NO，就能說明濃HNO3的氧化性比稀HNO3強(qiáng)。方案如下：用排水法收集兩試管NO氣體，用膠塞塞好，然后用注射器向一支試管中注入一定量的濃HNO3，另一支試管里注入一定量的稀HNO3，看哪種酸能將NO氧化成紅棕色的NO2。能將NO氧化成紅棕色NO2的酸氧化性強(qiáng)。化學(xué)方程式為：2HNO3+NO=3NO2+H2O探究2銅和濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色NO2氣體，銅和稀硝酸反應(yīng)生成無色的NO氣體，這是新人教版普通高

3、中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)必修1第102面的提法。在學(xué)生做這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)有趣現(xiàn)象：（1）銅和稀硝酸反應(yīng)應(yīng)生成無色的NO氣體，但NO的生成實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象不太明顯，氣體顏色還是紅棕色，對照性不強(qiáng)。（2）分別將等質(zhì)量的銅片與等體積均過量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng),所得到的溶液前者呈綠色,后者呈藍(lán)色。在此可設(shè)計(jì)兩個(gè)極好的探究題材給學(xué)生討論：（一）、為什么銅和稀硝酸反應(yīng)看不到無色的NO氣體？怎樣改進(jìn)實(shí)驗(yàn)才能看到？（二）、為什么銅和濃HNO3反應(yīng)所得到的溶液呈綠色？提議要學(xué)生猜想，并為每個(gè)猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。分析：（一）可提出如下問題讓學(xué)生思考：是什么原因引起現(xiàn)象不明顯呢？（NO遇O2立即變色。裝置中存在空氣

4、，造成干擾。）怎樣解決？（清除裝置系統(tǒng)中的空氣。常見的清除空氣的方法有兩種：用“惰性”氣體驅(qū)趕；用液體驅(qū)趕。）設(shè)計(jì)方案：經(jīng)學(xué)生分組討論，各組均設(shè)計(jì)了一套方案，其中較好的方案有如圖1和圖2所示。操作和現(xiàn)象：方案一（如圖1）先將Cu絲上提，打開漏斗活塞，往燒瓶中加入稀HNO3至液體占燒瓶容積的一半左右。待（II）中澄清石灰水變渾濁，把Cu絲插入稀HNO3中。觀察到Cu絲上產(chǎn)生無色氣泡，溶液變藍(lán)，（I）中氣體無色，過一會兒，（II）中a管出口處有明顯的紅棕色氣體。 圖1 圖2方案二（如圖2），先按圖裝好U形管左邊的帶Cu絲的漏斗，打開b、c，從U形管右口注入稀HNO3到與活塞b處平齊，關(guān)閉b。右口塞

5、上帶導(dǎo)管的膠塞，并在U型管左邊微熱，一段時(shí)間后，Cu絲與液面分離。再輕啟活塞b，觀察。在此過程中，Cu絲上會產(chǎn)生大量無色氣泡，氣體將液面壓下，某時(shí)刻后Cu絲與液面分離，右端液體被壓入燒杯中，左端可觀察到無色氣體。輕啟活塞b，在漏斗中可看到明顯的紅棕色現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Cu與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生無色NO，NO不溶于水，也不和堿反應(yīng)。對（二）可啟發(fā)學(xué)生猜想，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。猜想一、可能是Cu2+的濃度不同造成的。分組實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)象：組m（Cu）/g硝酸（過量）現(xiàn)象A1濃HNO3(4mL)溶液為綠色,試管內(nèi)有紅棕色氣體1稀HNO3(4mL)溶液為藍(lán)色,試管口有紅棕色氣體B0.5濃HNO3(4mL)溶液為綠

6、色,試管內(nèi)有紅棕色氣體1稀HNO3(4mL)溶液為藍(lán)色,試管口有紅棕色氣體C2濃HNO3(4mL)溶液為綠色,試管內(nèi)有紅棕色氣體1稀HNO3(4mL)溶液為藍(lán)色,試管口有紅棕色氣體在上面的三組實(shí)驗(yàn)中提供的硝酸的體積均一樣，僅僅是銅的質(zhì)量不相同。A組中，銅的質(zhì)量相同，即反應(yīng)后溶液中Cu2+的濃度相同，而濃硝酸反應(yīng)后溶液為綠色，稀硝酸為藍(lán)色；B組中，與濃硝酸反應(yīng)的銅的質(zhì)量要小一些，即反應(yīng)后Cu2+濃度低一些，然而溶液仍然為綠色；C組中Cu2+的濃度大，溶液仍然是綠色?？梢?，Cu(NO3)2溶液為綠色不是由Cu2+濃度引起的。猜想二、可能是硝酸銅溶于濃硝酸引起的。將Cu(NO3)2晶體溶于濃硝酸，溶

7、液仍然為藍(lán)色?？梢姶思僭O(shè)不成立猜想三、可能是溫度不同引起的方案1：將綠色的Cu(NO3)2溶液加熱。溶液仍然為綠色，且在試管中產(chǎn)生大量的紅棕色氣體。原因是在加熱的時(shí)候，濃硝酸不斷的分解，致使NO2源源不斷的生成，因此不可能將NO2和Cu(NO3)2分開，因此溶液仍為綠色。方案2：將正在反應(yīng)的試管壁不斷地用流水沖，溶液顏色為藍(lán)色。這個(gè)改變的核心因素是降低溫度。因?yàn)镃u+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2+2H2O的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降溫反應(yīng)速度減慢，產(chǎn)生的NO2減少；而2NO2=N2O4（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)），因此降溫平衡向右移動(dòng)，生成無色的N2O4，NO2的量逐漸減少，故溶液很快變成藍(lán)色

8、。猜想四、可能是NO2溶于Cu(NO3)2溶液形成的。方案1：將Cu和濃硝酸反應(yīng)后的溶液迅速倒入干燥的燒杯中，再轉(zhuǎn)移到另一個(gè)干燥的燒杯中，溶液迅速變藍(lán)。方案2：在Cu和濃硝酸反應(yīng)后的試管口上塞一團(tuán)沾有NaOH溶液的棉花，放置半天后，溶液為藍(lán)色。其原因是隨著時(shí)間的推移，反應(yīng)后的溶液溫度降低，NO2慢慢從溶液中逸出被棉花中的NaOH吸收，溶液的顏色僅僅由Cu(NO3)2呈現(xiàn)出來。由此可見，Cu(NO3)2溶液的綠色是由藍(lán)色的Cu(NO3)2溶液和黃色的HNO3溶液（溶有NO2）的兩者混合而成的。二、原型拓展1方案評價(jià)型例1某化學(xué)課外興趣小組在做銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：“相同質(zhì)量的銅分別與

9、等體積且足量的濃硝酸、稀硝酸充分反應(yīng)后，前者溶液顏色是綠色的，后者溶液的顏色是藍(lán)色的?！币环N觀點(diǎn)認(rèn)為：這可能是Cu2+濃度差異的結(jié)果，你同意這種看法嗎？（填“同意”或“不同意”）_,原因是_。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為：溶液呈綠色是銅與濃硝酸反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的NO2溶于過量濃硝酸顯黃色，加上和藍(lán)色的硝酸銅溶液混在一起，使溶液呈綠色。為了驗(yàn)證推斷是否正確，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了三種方案進(jìn)行驗(yàn)證： 甲同學(xué)方案：將盛綠色溶液的試管加熱，看是否有紅棕色氣體產(chǎn)生。你認(rèn)為甲同學(xué)的方案是否妥當(dāng)？為什么？_。 乙同學(xué)方案：用雙氧水和二氧化錳制得氧氣，并把氧氣通入綠色溶液中，觀察其溶液是否變藍(lán)色。請用方

10、程式表示其中的反應(yīng)原理_ 丙同學(xué)方案：在通風(fēng)櫥內(nèi)，將一根下端彎成螺旋狀且可抽動(dòng)的銅絲插在盛有足量濃硝酸的試管甲中，立即可觀察到試管中充滿紅棕色的NO2氣體。將氣體經(jīng)導(dǎo)管通入到傾斜的另一支盛有淡藍(lán)色Cu(NO3)2試管乙中，隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，試管乙中的溶液藍(lán)色加深，很快又變成綠色，繼續(xù)通入NO2，綠色保持不變，向上抽起銅絲，使反應(yīng)停止。 寫出銅與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式_ 從環(huán)保的角度看，你認(rèn)為三個(gè)方案中最好的是哪一個(gè)_，其原因是_。 解析：（1）因“足量的濃硝酸、稀硝酸且體積相同，與相同質(zhì)量的銅反應(yīng)”，所以C(Cu2+)相同，此觀點(diǎn)不正確。（2）加熱的目的是趕

11、出溶液中的NO2氣體，但是忘記了4HNO3=2H2O+4NO2+O2，所以甲同學(xué)的方案不妥當(dāng)。乙同學(xué)方案妥當(dāng)。既然硝酸銅溶液的“綠色”是溶解了NO2的緣故，氧氣通入，4NO2+O2+2H2O=4HNO3，“綠色”應(yīng)變?yōu)樗{(lán)色。此即“對癥下藥”驗(yàn)證法。丙同學(xué)方案也可以，此即反向驗(yàn)證法。 答案：（1）不同意。因?yàn)殂~片質(zhì)量相同，溶液體積相同，生成的銅離子濃度相同。 （2）不妥當(dāng)，硝酸是過量的，即使溶液里沒有二氧化氮，加熱過程中因?yàn)橄跛岬姆纸庖矔a(chǎn)生二氧化氮，應(yīng)當(dāng)通過觀察其溶液是否變藍(lán)色來加以驗(yàn)證。4NO2+O2+2H2O=4HNO3.Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2

12、0.乙，因?yàn)橐曳桨钢袥]有有毒氣體產(chǎn)生。 2裝置改進(jìn)型例2下圖甲是課本中驗(yàn)證銅和濃硝酸反應(yīng)的裝置，乙、丙是師生對演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的裝置： b可上下移動(dòng)的Cu絲可上下移動(dòng)的Cu絲濃硝酸aNaOH溶液NaOH溶液Cu片濃硝酸濃硝酸 水 丙甲乙（1）甲、乙、丙三個(gè)裝置中共同發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是 。（2）和甲裝置相比，乙裝置的優(yōu)點(diǎn)是 。（3）為了進(jìn)一步驗(yàn)證NO2和水的反應(yīng)，某學(xué)生設(shè)計(jì)了丙裝置。先關(guān)閉彈簧夾 ，再打開彈簧夾 ，才能使NO2氣體充滿試管。（4）當(dāng)氣體充滿試管后，將銅絲提起與溶液脫離，欲使燒杯中的水進(jìn)入試管應(yīng)如何操作 。（5）當(dāng)試管中的NO2和水充分反應(yīng)，所得溶液物質(zhì)的量濃度的最大值

13、是 （氣體按標(biāo)準(zhǔn)狀況計(jì)算）。解析：（1）由圖中試劑可知：甲、乙、丙三個(gè)裝置中共同發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是Cu + 4HNO3（濃）= Cu(NO3)2 + 2 NO2+ 2H2O。（2）乙裝置中的銅絲可上下移動(dòng)，將銅絲提起與溶液脫離，反應(yīng)停止，將銅絲插入溶液，反應(yīng)發(fā)生。可以控制反應(yīng)。用NaOH吸收NO2，防止污染環(huán)境。（3）要使NO2氣體充滿試管，必須排凈空氣，先關(guān)閉彈簧夾c，再打開彈簧夾a、b。（4）欲使燒杯中的水進(jìn)入試管，必須使試管產(chǎn)生負(fù)壓，其操作是：先關(guān)閉b，再關(guān)閉a，然后打開c，用手捂?。崴?、熱毛巾、加熱）試管。（5）根據(jù)反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO，可設(shè)NO2為3mol，

14、則生成HNO3為2mol，NO為1mol。此時(shí)溶液的體積為減少的氣體體積，即：（3-1）molx22.4 L·mol-1=44.8L,c(HNO3)=n(HNO3)/V(溶液)=2mol/44.8L=1/22.4 mol·L-1。答案：（1）Cu + 4HNO3（濃）= Cu(NO3)2 + 2 NO2+ 2H2O。（2）可以控制反應(yīng)。吸收NO2氣體，防止污染環(huán)境。（3）關(guān)閉c；打開a、b。（4）先關(guān)閉b，再關(guān)閉a，然后打開c，用手捂?。崴崦?、加熱）試管。（5）1/22.4 mol·L-1或0.045 mol·L-13材料分析型例3以下素材是某課

15、外實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)記錄，請根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄回答有關(guān)問題。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：銅與硝酸反應(yīng)有關(guān)問題的探討。實(shí)驗(yàn)器材：電線細(xì)銅絲，1molL-1HNO3，14molL-1HNO3，堿石灰，Cu(NO3)2晶體，玻璃絲，酒精燈，試管，夾持器械，火柴。實(shí)驗(yàn)記錄如下。步驟實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象記錄1將1g細(xì)銅絲放入盛有10mL1molL-1 HNO3的試管中加熱銅絲表面有無色氣體逸出，溶液變成天藍(lán)色2將1g細(xì)銅絲放入盛有10mL的14molL-1HNO3的試管中產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液變?yōu)榫G色，綠色由深到淺，未見到藍(lán)色。3將硝酸銅晶體配成飽和溶液深藍(lán)色溶液4向飽和的硝酸銅溶液中不斷滴加14molL-1HNO3溶液仍呈深藍(lán)色已知：

16、Cu2可以和NH3形成類似Ag(NH3)2的復(fù)雜離子Cu(NH3)42，NH3分子也可以換成其他分子或離子。請回答： 稀硝酸與銅絲反應(yīng)后，所得溶液呈天藍(lán)色的化學(xué)粒子符號是 (寫化學(xué)式)。 使飽和硝酸銅溶液呈深藍(lán)色的化學(xué)粒子符號可能是 。有資料上介紹濃硝酸與銅絲反應(yīng)后所得溶液顏色顯藍(lán)色，實(shí)驗(yàn)中得到卻是綠色溶液，試寫出顯綠色的可能原因 ，設(shè)計(jì)兩種不同的簡單的實(shí)驗(yàn)方法證明你的解釋： 方案 ；方案 。解析：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄和已知信息可知：稀硝酸與銅絲反應(yīng)后，所得溶液呈天藍(lán)色的化學(xué)粒子符號是Cu(H2O)42+；（2）與（1）對比：飽和硝酸銅溶液中c（(NO3 ）大，根據(jù)已知信息推測：使飽和硝酸銅溶液

17、呈深藍(lán)色的化學(xué)粒子符號可能是Cu(H2O)4x(NO3)x(2x)(1<x<4)；（3）由實(shí)驗(yàn)記錄：濃硝酸與銅絲反應(yīng)產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液變?yōu)榫G色，綠色由深到淺，未見到藍(lán)色。由此可見，Cu(NO3)2溶液的綠色是由藍(lán)色的Cu(NO3)2溶液和黃色的HNO3溶液（溶有NO2）的兩者混合而成的。驗(yàn)證方案：向飽和的硝酸銅藍(lán)色溶液中通入大量的NO2氣體，觀察其溶液是否變綠色；將溶液中溶有的NO2除去，用水稀釋或把氧氣通入綠色溶液中，觀察其溶液是否變藍(lán)色。答案如下： Cu(H2O)42+ Cu(H2O)4x(NO3)x(2x)(1<x<4) 可能是還原產(chǎn)物NO2溶入其中引起的。

18、方案向飽和的硝酸銅溶液中通入大量的NO2氣體；方案用水稀釋； 方案并把氧氣通入綠色溶液中，觀察其溶液是否變藍(lán)色。 4實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型例4為了證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮，某校學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，其裝置如下圖所示（加熱裝置和固定裝置均已略去）B為一個(gè)用金屬絲固定的干燥管，內(nèi)裝塊狀碳酸鈣固體；E為 一個(gè)空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的雙連打氣球。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將B裝置下移，使碳酸鈣與稀硝酸接觸產(chǎn)生氣體當(dāng)C處產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，立刻將B裝置上提，使之與稀硝酸分離該組學(xué)生設(shè)計(jì)此步操作的目的為_ _。（2）將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產(chǎn)生無色氣體，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。用F

19、向E中鼓入空氣后，裝置E中開始時(shí)出現(xiàn)淺紅棕色氣體，可觀察到燒瓶E內(nèi)氣體顏色逐漸加深。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是 。一段時(shí)間后，C中白色沉淀溶解，其原因是 。（3）裝置D的作用是_ 。解析：（1）為了證明銅與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生NO，所以應(yīng)將裝置中的空氣排凈，防止NO被氧化為NO2。（2）由于CO2密度比空氣大，所以E中空氣并沒有完全排凈，致使部分NO與剩余空氣中的O2反應(yīng)，生成少量NO2，顯淺紅棕色，當(dāng)F向E中鼓入空氣后，會生成更多的NO2，使紅棕色加深。E中鼓入空氣時(shí)，E中生成的NO2會溶于C中生成HNO3，使CaCO3溶解。（3）D裝置是為了吸收NO、NO2，防止污染大氣。答案（1）用碳酸鈣和稀硝

20、酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO2趕走裝置內(nèi)的空氣（2）3Cu+8HNO3（?。?3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 由于CO2密度比空氣大，從長管進(jìn)入E后,并沒有完全排凈空氣, 致使部分NO與空氣中的O2反應(yīng)，生成少量NO2，顯淺紅棕色，當(dāng)F鼓入空氣時(shí)，E中會生成更多的NO2，使紅棕色加深。 NO2溶于水生成HNO3，HNO3與CaCO3沉淀反應(yīng)使沉淀溶解。（3）吸收NO、NO2，防止污染大氣。5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證型例5 選擇使用下列儀器(含藥品),驗(yàn)證由Cu與適量濃HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含有NO(N2和O2的用量可自由控制).已知NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O;氣體液化溫度:NO2:210C;NO:

21、-1520C. (1) 現(xiàn)有甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案(用儀器的連接順序表示):甲:ACFDB 乙:ABCE丙:AFDB 甲、乙、丙三位同學(xué)提出的實(shí)驗(yàn)方案是否能驗(yàn)證Cu與適量濃HNO3反應(yīng)的氣體中含有NO(填”能”或”不能”)甲_;乙_;丙_.具體說明不能驗(yàn)證的主要原因(若三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都能驗(yàn)證,則此小題不用回答)甲方案_乙方案_丙方案_(2) 反應(yīng)前應(yīng)先通入足量N2,其目的是_(3) 確認(rèn)氣體中含有NO的現(xiàn)象是_(4) 如果O2過量,則裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_.解析：本題是一道綜合性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)題,要證明銅跟適量濃硝酸反應(yīng)時(shí),生成的NO2中含有少量的NO,首先要確定檢驗(yàn)

22、NO存在的方法,由圖可知是利用NO與O2反應(yīng)氣體由無色變?yōu)榧t棕色這實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象確定;其次要在檢驗(yàn)NO之前要將NO2和NO分離,由題意可知,NO2在210C時(shí)就會液化而除去.因?yàn)镹O2可以跟H2O反應(yīng)生成NO和HNO3,所以從A裝置出來的氣體應(yīng)先進(jìn)行干燥再進(jìn)行其它實(shí)驗(yàn).NO和NO2均污染環(huán)境,故要進(jìn)行尾氣處理,最后必須用NaOH溶液吸收.綜合上述:儀器連接順序應(yīng)為ACFDB,故甲方案能驗(yàn)證NO;乙方案:ABCE中的AB:發(fā)生反應(yīng) NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,不能驗(yàn)證NO;丙方案:AFDB中的AF:未除去H2O(g),就冷卻, 因?yàn)镹O2可以跟H2O反應(yīng)生成HNO3和NO, 故不能驗(yàn)證

23、銅跟適量濃硝酸反應(yīng)時(shí),生成的NO2中含有少量的NO.本題答案為:(1)甲:能 乙:不能,乙方案:ABCE中的AB:發(fā)生反應(yīng) NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,不能驗(yàn)證NO 丙:不能, 丙方案:AFDB中的AF:未除去H2O(g),就冷卻, 因?yàn)镹O2可以跟H2O反應(yīng)生成HNO3和NO, 故不能驗(yàn)證銅跟適量濃硝酸反應(yīng)時(shí),生成的NO2中含有少量的NO. (2)排盡裝置中的空氣,防止NO被氧化 (3)D中通入O2,有紅棕色氣體生成. (4) 4NO2+O2+4OH-=4NO3-+2H2O6綜合型例6下圖中,a是250mL的燒瓶其中盛有標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣(O2占1/5)和1.2mol.L-1硝

24、酸10mL;b是未充氣且放有0.384gCu粉的氣球;c是夾緊的彈簧夾;d是盛有足量Na2O2的干燥管;e是充有CO2的注射器,整套裝置不漏氣. (1)將氣球b中的Cu粉小心倒入燒瓶中,要使Cu粉發(fā)生反應(yīng),是否一定需要對反應(yīng)混合物進(jìn)行加熱_(填是或否),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_;充分反應(yīng)后Cu粉有剩余,在反應(yīng)過程中可觀察到的現(xiàn)象是_,_,_,_;(2)欲加快銅與硝酸反應(yīng)速率,可采用多種不同的措施,若采用化學(xué)試劑法,下列試劑中可以使用的是(填代號)_.A.蒸餾水 B.無水醋酸鈉 C.石墨 D.AgNO3溶液(少量)(3)將燒瓶不斷振蕩,發(fā)現(xiàn)氣球逐漸變小,直至被吸入燒瓶內(nèi),發(fā)生這一現(xiàn)象的原因是(用化學(xué)方程式表示)_.(4)打開彈簧夾將CO2推入干燥管內(nèi)繼續(xù)振蕩,使氣體與氣體,氣體與液體間充分接觸,可使剩余銅粉完全溶解,上述整個(gè)過程用一個(gè)總化學(xué)方程式表示則為_,在此過程中,至少需要CO2_mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。解析：（1）Cu粉和稀硝酸在常溫下能發(fā)生反應(yīng),因此不一定需要對反應(yīng)混合物進(jìn)行加熱,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。在反應(yīng)過程中可觀察到的現(xiàn)象是銅粉減少，有氣泡產(chǎn)生；溶液變藍(lán)色；氣體顏色由無色變?yōu)榧t棕色；氣球漲大；(2)