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铜与浓硝酸的反应实验装置

发布时间:2023-03-03 20:04:06

Ⅰ 铜与硝酸实验

1.铜与浓硝酸反应:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
在加热条件下,生成硝酸铜、二氧化氮和水

2.铜与稀硝酸反应:
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
在加热条件下,生成硝酸铜、一氧化氮和水

铜和浓硝酸反应实验的改进

铜和浓HNO3的反应实验是高中化学第一册第六章中讲述硝酸氧化性时的一个重要演示实验,同时也是教学大纲要求学生必须掌握的实验之一。所以铜与浓硝酸(HNO3)反应的原理、操作和实验结论在理解、掌握硝酸氧化性时具有重要意义。

教材上对此实验是单纯的在试管中进行的,产生的有毒气体二氧化氮( NO2)逸散到空气中,会造成严重的环境污染。实验时反应物用量过大产生的大量NO2气体让学生和教师难于忍受。为了防止以上弊端,加强环境保护,对本实验的演示操作进行改进显得很有必要。改进后,现象明显、效果良好,也达到了环保要求,保障了人体的安全。

一、实验改进一

操作装置图如图1所示。

http://www.yaohua.org/teacher/haoyuanqing/html/shitishiyan/%CD%AD%BA%CD%C5%A8%CF%F5%CB%E1%B7%B4%D3%A6%CA%B5%D1%E9%B5%C4%B8%C4%BD%F8.htm(详见此网页)

1.所用的仪器和药品

有侧孔的试管、大罐头瓶、单孔大胶塞、胶塞、石蕊试液、浓硝酸、铜片。

2.操作过程及方法

a.向瓶中注入 3 cm~5 cm深的NaOH溶液,并加2~3滴酚酞试液,溶液变红,盖好带有侧孔的胶塞。

b.向试管中放进 3g铜片,再加入 5 mL浓HNO3后,即用橡胶塞塞紧试管口。

可以看到试管内发生剧烈的反应,产生的红棕色气体不断从试管侧孔进入瓶中,反应完毕后,待几分钟发现瓶中的气体颜色由深变浅,直至变为无色,瓶中的溶液颜色逐渐变淡甚至达到无色。

3.几点说明

a.整个装置必须气密性好。

b.试剂的用量不宜过多。

C.试管内的NO2可在清洗前颠倒瓶子,让液体从侧管进入试管而被吸收。

二、实验改进二

此改进是在改进装置一的基础上进行的操作装置图如图2所示。

1.所用的仪器和药品

试管、分液漏斗、双孔胶塞、导气管、烧杯、浓硝酸、铜片、紫色石蕊试液。

2.操作过程及方法

a.先往试管里放入3 g铜片(Cu)、塞紧带有分液漏斗及导气管的双孔胶塞,往分液漏斗里加入浓HNO3,将导气管出口插入烧杯里的NaOH溶液中。

b.调节分液漏斗活塞滴入适量浓HNO3。

可看到试管内的Cu片与滴下的浓HNO3剧烈反应,产生红棕色的气体充满试管并从导气管口排出而被烧杯中的NaOH溶液吸收。反应完毕后可往分液漏斗中加进NaOH溶液使试管中的NO2气体充分被吸收。

改进后的实验操作能有效的控制反应物浓HNO3的量,能利用装置充分吸收反应产物NO2气体,从而有效地防止了有毒气体NO2向大气中的排放,让学生从化学实验中受到了环境教育,提高了环保意识。同时也加深了学生对实验的理性认识,开拓了视野,从培养学生的创造力角度提供了范例。

Ⅱ 某化学小组设计如下装置,探究铜和一定量的浓hno3反应是否有no生成

某化学小组设计如下装置,探究铜和一定量的浓hno3反应是否有no生成
(1)将铜粉分散在石棉绒中可以增大铜粉与氧气的接触面积,加快反应速率使反应更充分,故答案为:增大铜粉与氧接触面积,使反应迅速、充分;
(2)气球中的空气成分主要是氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等,通过氢氧化钠溶液除去二氧化碳,通过浓硫酸除去水蒸气;C装置是反应掉空气中的氧气,所以进入D装置的气体主要是氮气,试管体积为50ml,进入的氮气体积为50ml,通入氮气目的是把试管中的空气排净,避免生成的一氧化氮气体被氧气氧化为二氧化氮,无法验证铜和浓硝酸反应产物中 有一氧化氮气体生成,依据气体流向,开关操作是关闭K3,打开K1、K2,让氮气把试管中的空气赶净,更好的利用后续试验测定气体体积和验证一氧化氮气体的生成,
故答案为:N2;排出D中的空气;关闭K3 ;打开K1、K2;
(3)关闭K1、K2,打开K3,由分液漏斗向D中滴加浓硝酸,一定发生的反应是铜和浓硝酸反应生成硝酸铜二氧化氮和水,可能发生的反应是浓硝酸变稀后和铜的反应生成硝酸铜一氧化氮和水;D中一定发生反应的离子方程式:Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O;通过分液漏斗向D中加入CCl4至满,因为氮气和氮氧化物不溶于四氯化碳,是为了把氮气和生成的气体全部排入到E装置吸收,故答案为:Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O;
(4)DEF在关闭K3后装置是一套气密性完好的装置,若E中出现倒吸,可以调节F中量气管的液体高度改变压强,向下调节量气管,使E中的压强减少,防止液体进入E发生倒吸,或直接关闭K3,不让液体进入E装置,故答案为:向下调节量气管(或及时关闭K3);
(5)Ⅰ、E装置所得溶液调节为100ml,取出25.00mL,加两滴酚酞,用0.1000mol•L-1的NaOH溶液滴定,当滴定完成后消耗NaOH溶液18.00mL,可以利用酸碱恰好反应的定量关系计算即:
设硝酸浓度为C,发生的反应实质是H++OH-=H2O,25.00mL×C=18.00mL×0.1000mol•L-1,C=0.0720mol/L,故答案为:0.0720;
Ⅱ、通过计算分析判断,E装置中生成的硝酸溶液体积为100ml,浓度为0.0720mol/L,所以生成硝酸物质的量为0.0072mol,根据化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO,生成的一氧化氮气体物质的量为0.0036mol,在标准状况下的体积=0.0036mol×22.4L/mol=0.08064L=80.64ml,加上原来试管中的氮气50ml,共计130.64ml,小于题干中实验测得的气体体积139.00ml.说明铜和浓硝酸反应的过程中生成二氧化氮气体同时也生成了一氧化氮气体,
故答案为:有;E装置中生成100mL、0.0720 mol•L-1硝酸时产生的NO约为80.6 mL,而试管中原有50 mL N2,二者之和小于139.00mL,说明生成NO2的同时有NO生成.

Ⅲ 铜和浓硝酸反应装置图

(1)硝酸具强氧化性,能把不活泼的金属铜氧化成铜离子,同时被还原成二氧化氮.
故答案为:Cu+4HNO 3 (浓)=Cu(NO 3 2 +2NO 2 ↑+2H 2 O.
(2)试管内的溶液是硝酸铜溶液,铜与浓硝酸反应后溶液颜色呈现绿色.原因是产生的红棕色二氧化氮气体一部分溶解在溶液中呈黄色,而溶液中[Cu(H 2 O) 4 ] 2+ 呈蓝色,两者的混合色为绿色;
试管内液体上方的气体是二氧化氮,二氧化氮呈红棕色,所以试管内液体上方的气体呈红棕色;
二氧化氮气体和水反应生成无色气体NO,3NO 2 +H 2 O=2HNO 3 +NO,所以集气瓶内收集到的气体呈无色.
故答案为:绿;红棕;无.
(3)从分液漏斗处向试管内加入蒸馏水,二氧化氮气体和水反应,溶液呈现铜离子的颜色,所以试管内液体是蓝色;
3NO 2 +H 2 O=2HNO 3 +NO,NO是无色的,所以试管内液体上方气体呈无(或红棕色变浅)色.
故答案为:蓝;无(或红棕色变浅).

Ⅳ 如图甲是课本中验证铜和浓硝酸反应的装置,乙、丙是师生对演示实验改进后的装置:(1)甲、乙、丙三个装

(1)甲、乙、丙三个装置中共同的一个反应是浓硝酸与铜片反应或是浓硝酸与铜丝反应,即Cu+4HNO3═Cu(NO32+2NO2↑+2H2O,故答案为:Cu+4HNO3═Cu(NO32+2NO2↑+2H2O;
(2)甲、乙两个装置的差异在于:甲装置铜与浓硝酸反应使用的是铜片直接与浓硝酸反应,而乙装置则是可移动的铜丝与浓硝酸反应,其优点为便于控制,需要时插入酸液就反应,不需要时从酸液中移出即可;甲装置没有处理NO2污染的装置,而乙装置用氢氧化钠溶液吸收产生的NO2,能防止空气污染.故答案为::可随用随制;二氧化氮被吸收,防止污染环境.
(3)要使NO2充满试管②,就不能让NO2进入烧杯中与水反应,即必须关闭弹簧夹c,且打开弹簧夹a、b,使NO2经过试管②,利用NO2的密度比空气大来用向上排空气法收集NO2
故答案为:C;a,b;
(4)欲使烧杯中的水进入试管②,就必须打开c,关闭a和b,且要让NO2与烧杯中的水接触发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,即须增大试管②的压强,把NO2排入烧杯,可用热毛巾捂住试管②.故答案为:关闭ab打开c用热毛巾捂试管.

Ⅳ 铜与浓硝酸制取二氧化碳的实验装置

CD都是要加热的,所以装置是一个试管加一个橡皮塞和导管酒精灯
A,如果用上述装置,碳酸氢钠会分解,达不到除去杂质的目的
B,铜和浓硝酸反应,不需要加热,所以不能用上述装置,而且这是固体和液体反应,装置应用启谱发生器

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