1、第 3 章 章末系统总结一、重点知识梳理二、实验专项探究1铜与浓硫酸反应的实验探究。项目鲁科版教材实验设计人教版教材实验设计苏教版教材实验设计实验原理鲁科版教材要求学生自行设计该实验，通过人教版和苏教版实验，归Cu2H 2SO4(浓)= = = = = CuSO4SO 22H 2OCu2H 2SO4(浓)C= = = = = uSO4 SO22H 2OSO2 2NaOH=Na2SO3H2O实验装置实验药品铜丝、浓H2SO4、品红溶液铜片、浓H2SO4、品红溶液、NaOH溶液实验步骤纳设计该实验时需要注意的几个问题：1操作要方便，能随时控制反应的进行；2为防止多余的 SO2 污染环境，要设置尾气
2、吸收装置；3为加快反应速率，节省实验时间，要加大固体反应物的表面积来源:Zxxk.Com1.在一个带导管的胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝；2在试管里加入2 mL 浓硫酸，盖好胶塞，使铜丝与浓硫酸接触，加热；3把放出的气体通入品红溶液或紫色石蕊溶液中；4向上拉铜丝，终止反应，冷却1.将一小块铜片加入试管中，然后加入 2 mL 浓硫酸；2用如图所示的实验装置进行实验后，把试管里的液体慢慢倒入盛有少量水 的另一支试管里，观察溶液的颜色实验现象及结论铜片(丝) 逐渐溶解，表面产生无色气泡有 SO2 产生；品红溶液由红色变浅至退色SO2 具有漂白性；紫色石蕊溶液由紫色变红色SO2 与 H
3、2O 结合成酸(亚硫酸)；稀释冷却后的反应液呈蓝色生成 Cu2 (或 CuSO4)创新发掘1.实验中使用铜丝的作用是什么？2铜丝为什么要卷成螺旋状？3实验中多余的SO2 能否对环境造成污 染？4稀释反应后的混合液时，能否将水直接倒入试管中？1.实验中NaOH 溶液的作用是什么？2能否用石灰水代替NaOH 溶液？3盛有品红溶液的试管中对进气管和出气管有何要求？个性评点设计元素化合物的性质实验要注意：实验仪器要简单、操作要方便，如人教版用铜丝方便控制反应进行。要注意防污染，如苏教版用 NaOH 溶液吸收多余的 SO22.铜与浓、稀 硝酸反应的实验探究。项目鲁科版教材实验设计苏教版教材实验设计人教版
4、教材实验设计实验原理Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O实验装置 安全提示：在通风条件下进行实验来源:Zxxk.Com实验药品铜片、15 molL1 浓硝酸、4 molL1 稀硝酸、NaOH 溶液铜片、浓硝酸、蒸馏水实验步骤在两支试管中各放入一小块铜片；将铜片置于具支试管的底部；设计该实验时，需要注意以下几个方面：1进行对照实验，对比 Cu 与浓、稀硝酸反应的现象；2控制反应的快慢，即控制有毒气体的产量；3防止污染空气，注意实验安全分别加入少量稀硝酸(4 molL1 )和浓硝酸(15 molL1 )；立
5、即用蘸有NaOH 溶液的棉花封住试管口通过分液漏斗加入 2 mL 浓硝酸；将 产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中；从分液漏斗向试管中加入 5 mL 水，稀释硝酸，继续收集产生的气体实验现象或结论铜与浓硝酸剧烈反应生成红棕色NO2 和 Cu(NO3)2；铜与稀硝酸缓慢反应生成无色 NO 和 Cu(NO3)2创新发掘1.实验中蘸有NaOH 溶液棉花的作用是什么？2两组实验同时进行的目的是什么？3实验中多余的 NO、NO 2 能否对环境造成1.分液漏斗的作用是什么？2实验中产生的气体能否对环境造成污染？3怎样验证集气瓶中气体的成分？污染？个性评点元素化合物的性质实验要注意：实验装置要简单、易
6、操作，如鲁科版中用棉花团吸收尾气；要注意防污染；要注意节省药品，如苏教版用水稀释浓硝酸；对照实验要同时进行，现象才更明显，如鲁科版中铜与浓、稀硝酸反应同时进行即时训练 来源:学+科+ 网 Z+X+X+K1铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象也不同。.某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所示的实验装置，实验步骤如下：检查装置的气密性；向试管中加入一定量 CaCO3 固体；向试管中倒入过量的稀硝酸，并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞；待反应完全后，将右边导管插入试管内接近液面；将铜丝插入到溶液中；用注射器向大试管内推入氧气(或空气)。(1)设计步骤、的目的
7、是什么？(2)设计步骤的目的是什么？.分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。某同学提出这可能是 Cu2 浓度差异引起的，你同意这种看法吗？答案：.(1)生成 CO2 排尽试管内的空气，防止 NO 被氧化。(2)根据无色气体变为红棕色，证明铜与稀硝酸反应生成 NO。.不同意，原因是铜的质量相等，则 Cu2 的物质的量相等，而溶液的体积相等，故 Cu2 的物质的量浓度相等，所以不可能是Cu2 浓度差异引起的。2硝酸是一种强氧化性、腐蚀性的强酸，其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化，从总体上说，硝酸浓度越高，平均每分子硝酸得到的电子数越少，浓硝酸的还
8、原产物主要为 NO2，稀硝酸的还原产物主要为 NO。实验室中常用 Cu 与浓 HNO3 反应制取 NO2，用Cu 与稀 HNO3 反应制取 NO。(1)请写出实验室中用 Cu 与浓 HNO3 反应制取 NO2 的化学方程式：_。(2)该反应中发生氧化反应的物质是_，1 mol 氧化剂_(填 “得到”或“失去”)_mol 电子。(3)48.0 g Cu 与适量的浓 HNO3 反应，铜全部作用后，共收集到22.4 L 气体 (标准状况下 )，反应中消耗 HNO3 的物质的量可能是( )A1.5 mol B2.0 mol C2.5 mol D3.0 mol(4)实际上硝酸不仅可被还原为 NO2 或
9、NO，浓度更稀时硝酸还可以被还原为 N2O、N 2、NH 4NO3 等。请将 3 种物质：FeSO4、Fe(NO 3)3 和 Fe2(SO4)3 分别填入下面对应的横线上，组成一个未配平的化学方程式。HNO3_ _N 2OH 2O并写出配平后的离子方程式：_。(5)硝酸的还原产物 NO、NO 2、N 2O 等对环境均有副作用，为了可待续发展，当今社会提出的一个新概念“绿色化学” ，它要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应，则下列单质铜制取硝酸铜的方法可行且符合“绿色化学”的是_。ACu Cu(NO3)2 HNO3 B Cu CuO Cu(NO3)2 O2 HNO3 CCu CuO Cu(O
10、H)2 Cu(NO3)2 O2 H2O HNO3 DCu CuSO4 Cu(NO3)2 H2SO4 Ba（NO3）2 解析：(1)Cu 与浓 HNO3反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，化学方程式为 Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O；(2)该反应中铜元素的化合价升高，发生氧化反应，硝酸中氮元素的化合价由5 价降为4 价，作氧化剂，1 mol 氧化剂得到 1 mol 电子；(3)铜和硝酸反应，随着浓度的减小，硝 酸的还原产物的价态越低，铜和浓硝酸反应生成 NO2，而与稀硝酸反应时则生成 NO，故生成的气体有 NO2和 NO，则 n(NO2)n(NO)1 mol，即被还原
11、的硝酸的物质的量为 1 mol，48.0 g Cu 的物质的量为 0.75 mol，则生成nCu(NO3)20.75 mol，可知表现酸性的硝酸的物质的量为 0.75 mol21.5 mol，则参加反应的硝酸的物质的量为 1 mol1.5 mol 2.5 mol，选 C。(4)所给的物质中，HNO 3中氮元素化合价为最高价，具有氧化性，对应还原产物为 N2O，能将还原性的 FeSO4氧化为 Fe2(SO4)3、Fe(NO 3)3，故发生的反应为HNO3FeSO 4 Fe(NO 3)3Fe 2(SO4)3N 2OH 2O；根据离子方程式的书写原则及氧化还原方程式 配平原则写出配平后的离子方程式：8Fe 2 2NO 10H =8Fe3 N 2O5H 2O；(5)A.铜与 3硝酸反应会产生一氧化氮、二氧化氮等大气污染物，错误；B.该途径符合绿色化学原理，正确；C.该流程中氧化铜与水不反应，不能制得硝酸铜，错误；D.该途径中铜与稀硫酸不反应，不能制得硫酸铜；铜与浓硫酸反应会产生二氧化硫气体，污染大气，错误，选B。答案：(1)Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O (2)Cu 得到 1 (3)C (4)HNO3FeSO 4 Fe(NO 3)3Fe 2(SO4)3N 2 O H2O 8Fe 2 2NO 10H =8Fe3 N 2O5H 2O 3(5)B
