【doc】对铜和浓硝酸反应产生“绿色”现象的探究

【doc】对铜和浓硝酸反应产生“绿色”现象的探究 对铜和浓硝酸反应产生“绿色”现象的探究 ? 20?中学化学2003年第1期 反应 的探究 江苏省盐城中学224001王海富曹志兵孙胜 在演示铜和浓硝酸反应实验时,将一根螺旋 状的铜丝伸到盛有浓HNO3的试管中.观察到反 应剧烈,试管中有大量的红棕色气体产生,一会儿 反应液明显呈绿色. 1.该实验为什么会产生绿色现象呢? 一 种观点受CuC12溶于水的负迁移影响.因 为高一课本第四章《卤素》中曾经讲过,氯化铜溶 于水后,溶液呈蓝绿色,当溶液的浓度不同时,溶 液的颜色有所不同.在浓溶液里由于[CuCl4]一 络离子存在而呈绿色,在稀溶液里由于 [Cu(H2O)]存在而呈蓝色.认为是铜和浓硝 酸反应生成的Cu2的浓度大而呈绿色,当加入少 量蒸馏水稀释后会变成蓝色.许多中学教师在分 析该现象时一直都认为从绿色到蓝色是浓溶液被 稀释的结果. 另一种观点认为是反应生成的Cu2的蓝色 与NO2的红棕色两种颜色混合的结果. 到底哪种观点正确呢?笔者通过实验证明, 认为后一种观点正确.笔者把反应后的绿色溶液 加热,观察可看到有大量的红棕色气体从绿色溶 液中逸出,一段时间后,溶液变成了蓝色.可见, 第一种观点中之所以加水能变成蓝色,是因为溶 于反应液中的NO2与水反应生成了无色的HNO3 和NO,使我们能清楚地观察到Cu2的蓝色.仔 细观察还可看到试管中上方还有红棕色气体出 现,那是因为NO重新与O2化合的结果.可见, 认为浓溶液被稀释呈蓝色的观点是错误的. 2.怎样正确地观察该反应的实验现象? 实际上绿色仅仅是反应过程的中间现象. Cu和浓HNO3的反应没有完全时,反应液呈绿色, 等到反应结束时就能观察到明显的蓝色现象.因 为反应没结束,剩余的HNO3浓度较大,生成的红 棕色NO2易溶于其中,与Cu2的蓝色混合形成绿 色.随着反应的进行,HNO3的浓度逐渐变稀,导 致生成的NO2的量逐渐减少,颜色变浅;加之NO 的量逐渐增多,NO不断带出N02;且反应放热, No2在反应液中的溶解度减小,所以溶液逐渐变 成蓝色. 当然实际过程中,仍然会有少量的NO2溶于 反应液中,但是和中间的绿色相比较,已明显呈蓝 色.因此要想能够清楚地观察到全过程的反应现 象,一定要等到反应充分进行完.好多教师在课 堂上演示该实验时,考虑到该实验现象明显,生成 NO2很多且有毒,怕污染环境,希望实验尽快结 束,所以没能等观察到完整的实验现象,就急急忙 忙把铜丝从反应液中取出,忽略了继续反应可能 引起的溶液颜色的变化. 可见对任何实验都不能浅尝辄止,而应该本 着科学严谨的态度,力求弄个水落石出. (收稿日期:2OO2—09—23) 3.金属与碱溶液的反应,如: 2Al+2NaOH+2H2O2NaA102+3I-I2十 4.非金属与碱溶液的反应,如: si+H2O+2NaOH——Na2si0+2H2十 5.so2与溴水反应:. so2+Br2+2H2O—H2504+2HBr 6.Fe(OH),久置于空气中: 4Fe(OH)2+()2+2H2O一4Fe(OH)3 7.饱和CuSO4溶液中加入一定量无水CuSO4 粉末: CuSO4+5H2O—CuS04'5H2O 8.铜在潮湿的空气中生成铜绿: 2Cu+0+co2+H2O—Cu2(OH)2CO3 9.漂白粉露置于空气中变质: Ca(CIO)2+co2+H2O—CaC0+2HCIO (收稿日期:20o2—1o—l6)