銅與濃硝酸反應后的溶液顏色探究

銅與濃硝酸反應后的溶液顏色探究

東海縣第二中學 王懷海

【實驗教學目標】

1.通過實驗掌握濃硝酸的不穩定性與硝酸的強氧化性

2.通過對銅與濃、稀硝酸反應后生成硝酸銅溶液顏色的不同的探究，培養學生分析解

決問題的能力和初步的科學探究能力。

【實驗用品】試管、酒精燈、膠頭滴管、U型管、分液漏斗、試管夾、導管、水槽、集氣瓶、

橡皮塞；濃硝酸、0.5mol/L硝酸銅溶液、水、硝酸銅晶體、銅片、火柴。

【知識準備】

Cu在水溶液中一般呈現 顏色，NO氣體是 色，NO氣體是 色。

2+

2

1.硝酸的不穩定性

（1）實驗室長期放置的濃硝酸呈黃色是因為什么？試用化學方程式解釋之。

（2）如何使呈黃色的濃硝酸恢復為無色？說說你的方法及理由。

2.硝酸的強氧化性

（1）銅與濃硝酸：Cu＋4HNO(濃)＝Cu(NO)＋2NOO

33222

↑＋2H

現象：常溫下反應劇烈，銅片溶解；有 色的氣體產生；溶液變 ；加水稀釋溶液變

為 色。

（2）銅與稀硝酸：3Cu＋8HNO(稀)＝3Cu(NO)＋2NO↑＋4HO

3322

現象：常溫下反應緩慢，銅片溶解；有 色的氣體產生；氣體接觸空氣時立即變

成 色；溶液變 。

3.銅與濃稀硝酸反應生成硝酸銅顏色不同的探究

銅與濃稀硝酸反應都有共同的產物硝酸銅，理論上得到的溶液都為藍色，但實際實驗中，

銅與稀硝酸反應得到的溶液是藍色的而與濃硝酸反應后得到的溶液是綠色的。加水稀釋后溶

液變為藍色。引起這種變化的原因是什么？

師生共同探討，猜想：

猜想1：銅與濃硝酸中生成的Cu濃度比稀硝酸大，加水稀釋Cu濃度減小，溶液變

2+2+

為藍色。

猜想2：銅與濃硝酸生成的NO是紅棕色的，溶解于硝酸銅溶液中與其藍色相互影響而

2

顯綠色。

教師引導，師生共同設計實驗方案

針對猜想1

設計實驗方案1：配制少量0.5mol/L的硝酸銅稀溶液，觀察溶液顏色，加入硝酸銅晶

體直至飽和，觀察溶解過程中溶液的顏色變化。

針對猜想2（方案3與4的設計對學生有一定的難度，因此設計了硝酸不穩定性實驗，

以此啟發學生的思路）

設計實驗方案2：配制少量0.5mol/L硝酸銅稀溶液，觀察溶液顏色，向其中通入NO

2

氣體，觀察顏色變化。

設計實驗方案3：取上述銅與濃硝酸反應后的綠色溶液，向其中通入足量的空氣，觀察

顏色變化。

設計實驗方案4：取上述銅與濃硝酸反應后的綠色溶液，充分加熱，趕走溶解的氣體，

觀察顏色變化。

【方法步驟】

實驗1：硝酸的不穩定性

實驗步驟現象結論和解釋

Ⅰ試管現象： Ⅰ試管原因：

； ；

Ⅱ試管現象： Ⅱ試管反應方程式：

。 。

1.觀察顏

色變化。

實驗2：硝酸的強氧化性

實驗步驟現象結論和解釋

1.銅與濃硝酸的反應

現象： 反應的化學方程式：

。

加水稀釋后的現象：

。

加水稀釋后顏色變化的原因：

。

現象： 原因：

結論：

實驗方案1：

觀察溶解過程中溶液的顏色

變化。

實驗步驟現象解釋和結論

結論： 現象：

實驗方案2：觀察顏色變化。

實驗方案4：充分加熱，觀察

顏色變化。

現象： 結論：

【結論交流】

1.銅與濃硝酸反應后，溶液顏色的異常變化是由于溶解于其中的NO與Cu的相互影響而

2

2+

造成的。

【說明】傳統教學中對于銅與濃稀硝酸反應后溶液的顏色均描述為藍色，但在實際實驗教學

中觀察到銅與濃硝酸后溶液的顏色均為綠色；本實驗的目的是培養學生敢于質疑傳統，勇于

探索的精神，同時通過對實驗方案的設計，培養學生嚴密的邏輯思維能力。