实验室开放日,化学小组的同学来到实验室,对酸的性质很感兴趣,向老师提出研究硝酸的性质,老师高兴答应并带领同学们进行了硝酸性质的实验探究。
[实验设计]
(1)将石蕊试液滴入稀硝酸中,预计石蕊试液由紫色变 色;
(2)将Zn片投入稀硝酸中,预计将产生氢气。
[实验验证]同学们按上述设计做了实验,却发现石蕊变色后一会儿即褪去,Zn片投入稀HNO3后,溶液中冒出气泡,产生无色气体A,在试管口气体A变成红棕色有刺激性气味的气体B。
[提出问题]
(1)石蕊试液变色后为何会褪色?
(2)上述产生的无色气体是什么?硝酸具有哪些特性?
[查阅资料]看到如此异常的现象,在老师的指导下,同学们上网查到了下列资料:
(1)硝酸可与Zn、Cu等多种金属反应生成相应的硝酸盐,但不生成H2。
(2)含氮元素的某些气态物质的物理性质
NH3 |
N2 |
NO |
NO2 |
|
颜色 |
无色 |
无色 |
无色 |
红棕色 |
溶解性 |
极易溶于水 |
不溶于水 |
不溶于水 |
可溶于水或硝酸 |
[猜想与分析]
(1)小明同学认为石蕊变色后又褪色的原因是由于试管不干净,含有其他杂质造成的,要证明小明的观点,应进行的操作是
(2)大家一致认同了红棕色气体B是NO2,但对于无色气体A及变化的原因有不同的看法:
①小丽同学认为A是NH3,但遭到了大家的一致反对,原因是 ;
②小强同学认为A是N2,也遭到大家的一致反对,原因是 ;
③经讨论,最终大家获得了A是NO,NO在试管口遇氧气生成NO2的共识。
[实验探究]小红同学对硝酸与Cu反应很感兴趣,便取了一小块Cu片投入稀HNO3中,发现Cu片溶解,也出现了上述Zn与稀HNO3反应的类似现象,确认生成了NO,并在老师的帮助下,测出恰好反应的Cu和HNO3的质量比为8:21,由此获得了Cu与稀HNO3的反应化学方程式 。
[交流与反思]根据探究结果,请你解释稀HCl跟Cu不反应而稀HNO3却能跟Cu反应的原因 。