Question

在盛有一定量浓硝酸的试管中加入6.4 g铜片发生反应。请回答：

(1)开始阶段，观察到的现象为________________，反应的化学方程式是_____________。 

(2)反应结束后，铜片有剩余，再加入少量20%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，反应的离子方程式是__________________。 

(3)若6.4 g铜片消耗完时，共产生气体2.8 L(标准状况)。则整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量是_____________。 

(4)实验室中硝酸通常保存在棕色试剂瓶中，原因是_____________(用化学方程式表示)。 

(5)工业上通常用氨催化氧化法制硝酸，写出氨催化氧化的化学方程式：_______________。

Answer

铜片逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，产生红棕色的气体 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 0.325 mol 4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O 4NH3+5O24NO+6H2O

【解析】

(1)开始时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，据此解答；

(2)Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜，反应后溶液中氢离子消耗完毕，但硝酸根离子有剩余，若再加入少量20%的稀硫酸，相当于稀硝酸溶液，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，据此书写离子方程式；

(3)铜与硝酸反应生成硝酸铜、NO2和NO的混合气体，根据Cu、N原子守恒计算整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量；

(4)浓硝酸见光或受热容易分解，据此书写方程式；

(5)氨催化氧化生成一氧化氮和水，据此书写反应的化学方程式。

(1)开始时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，发生反应为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO)3+2NO2↑+2H2O，生成的二氧化氮为红棕色气体，因此现象为铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色，产生红棕色的气体，故答案为铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色,产生红棕色的气体；Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO)3+2NO2↑+2H2O；

(2)Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜，反应后溶液中氢离子消耗完毕，但硝酸根离子有剩余，若再加入少量20%的稀硫酸，相当于稀硝酸溶液，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

(3)6.4 g铜的物质的量为0.1mol，反应生成硝酸铜，结合硝酸根离子0.2mol，整个反应过程共产生标准状况下气体2.8L，即生成0.125molNO2和NO的混合气体，根据N原子守恒，反应过程中被还原的HNO3的物质的量为0.125mol，则整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量为0.2mol+0.125mol=0.325mol，故答案为0.325 mol；

(4)浓硝酸见光或受热容易分解，4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O，因此实验室中硝酸通常保存在棕色试剂瓶中，故答案为4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O；

(5)氨催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O。