Question

某校化学兴趣小组将 Cu 块加入到盛稀 H₂SO₄ 溶液的试管中，Cu 块不 溶解，不发生化学反应。再向此试管中加入 KNO₃ 溶液，发现 Cu 块逐渐溶解， 有无色气体产生，该气体与空气接触后变成红棕色的气体，最后 Cu 块完全溶解， 变成蓝色溶液。

（提出问题）Cu 块与什么物质发生了化学反应，产生的气体是 H₂ 吗？

小军同学认为产生的气体一定不是 H₂，你认为他作出此判断的合理理由是__________。

（查阅资料）他们通过查阅资料知道：NO 是一种无色气体，与空气接触后生成 红 棕 色 的  NO₂气 体 。 请 写 出 此 气 体 颜 色 发 生 变 化 的 化 学 方 程 式__________

（提出猜想）

猜想一：Cu 块与 KNO₃ 溶液发生了化学反应； 猜想二：Cu 块与 K₂SO₄ 溶液发生了化学反应； 猜想三：Cu 块与__________溶液发生了化学反应。

（设计实验）

实验步骤	实验现象	解释或结论
①将 Cu 块加入 KNO3 溶液 中。	Cu 块不溶解	说明猜想一是错误的
②将 Cu 块加入__________中		Cu 块不溶解	说明猜想二是错误的
③将 Cu 块加入到稀 HNO3 溶液中	Cu 块溶解，有无色气体产 生，该气体与空气接触后 变成红棕色的气体，溶液 变成蓝色	说明猜想三是正确的

（实验结论）猜想三成立。请写出 Cu 块加入到稀 HNO₃ 溶液中发生反应的化学

方程式__________。

（讨论交流）实验结束后，同学们在一起进行交流。从复分解反应的角度分析， H₂SO₄ 和 KNO₃__________填“能”或“不能”）发生化学反应。Cu 块是如何与稀 HNO₃溶液发生化学反应的呢？他们带着这个问题去请教老师，老师告诉他们：H₂SO₄溶液解离出 H+和 SO₄^2-，KNO₃溶液解离出_____  ，可以间接地看成有 HNO₃溶液。老师还告诉大家：Ag 也能与稀 HNO₃ 溶液反应。请写出将 Ag 粉加入到 HCl和 NaNO₃  混合溶液中所产生的实验现象 __________。

Answer

氢气在空气中不会变成红棕色； 2NO+O2=2NO2； HNO3； K2SO4； 3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O； 不能； K+、NO 3﹣； 银粉溶解，有无色气体产生，该气体与空气接触后变成红棕色的气体，同时生成了白 色沉淀。

【解析】

【提出问题】氢气是一种无色气体，但是在空气中不会变成红棕色，所以该气体一定不是氢气；故填：氢气在空气中不会变成红棕色；【查阅资料】一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮；故变化的化学方程式：2NO+O2=2NO2；【提出猜想】在溶液中，硫酸能电离出氢离子和硫酸根离子，硝酸钾能电离出钾离子和硝酸根离子，所以可提出以下三个猜想：猜想一：Cu块与KNO3溶液发生了化学反应；猜想二：Cu块与K2SO4溶液发生了化学反应；猜想三：Cu块与硝酸溶液发生了化学反应；【设计实验】②由实验结论可知：猜想二是错误的，也就是Cu块与K2SO4溶液不能发生化学反应，所以是将Cu块加入到硫酸钾溶液中；【实验结论】铜和稀硝酸反应生成了硝酸铜、一氧化氮和水，故变化的化学方程式：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；【讨论交流】从复分解反应的角度分析，H2SO4和KNO3在溶液中交换成分后，既没有气体生成，也没有水或沉淀生成，所以不能发生化学反应；H2SO4溶液解离出H+和SO42-，KNO3溶液解离出钾离子和硝酸根离子；将Ag粉加入到HCl和NaNO3混合溶液中，银能与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水，一氧化氮接触空气又变成了红棕色，而硝酸银中的银离子又可以与溶液中的氯离子结合成氯化银白色沉淀，所以观察到的现象是银粉溶解，有无色气体产生，该气体与空气接触后变成红棕色的气体，同时生成了白色沉淀。