铜与硝酸反应

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铜与浓硝酸反应

实验演示

操作方法

取一支洁净的试管，向试管中加入约0.5毫升的浓硝酸，将一底端弯成

螺旋状的铜丝插入浓硝酸中，观察现象。过一会儿将试管中的铜丝取出，

向这个试管中加入约5毫升水，观察溶液颜色。

实验现象

将铜丝插入浓硝酸中，铜与浓硝酸发生剧烈反应。有红棕色气体产生，溶

液呈绿色，当向这个试管加入5毫升水时溶液呈蓝色。

实验结论

铜与浓硝酸发生剧烈反应，有N02气体放出，生成Cu(N032。当

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加入水量不同时溶液的水合离子不同而使溶液呈不同颜色，反应方程

式：Cu+4HNO3(浓)=Cu(N032+2NO2f+2H2O

实验考点

1、金属与浓硝酸反应规律；2、金属活动性顺序表中H后面的金属与

氧化性酸的反应特点与计算。

经典考题

1、浓硝酸和铜反应中如有0.5mol电子发生转移，则被氧化的铜的

质量为

A、64gB、32gC、16gD、6.4g

试题难度：易

2、向1L0.5mol/L的H2SO4溶液中加入10.1gKNO3和12.8gCu充分反

应后产生的气体在标态下的体积为()

A、2.24LB、3.36LC、4.48LD、5.60L

试题难度：中

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3、为了测定某铜银合金的成分，将30.0g合金放入80mL13.5mol/L的浓

硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72L(标准状况下)，并测得溶

液中C(H+)=1mol/L.假定反应后溶液的体积没有变化。试计算：

(1)被还原的硝酸的物质的量。

(2)合金中银的质量分数。

试题难度：难

1答案：C

解析：铜在反应中，每摩尔铜失电子2摩尔，所以转移0.5摩尔电子，铜

的物质的量是0.25摩尔。

2答案：A

解析：根据离子反应方程式进行过量判断，然后利用最少量进行计算。

3答案：（1）0.3mol（2）36%

解析：硝酸的还原产物是NO或NO2和计算结果没有关系，1摩尔硝酸被

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还原一定得到1摩尔的还原气体，所以气体的物质的量就是被还原的硝

酸的物质的量。然后根据氮原子守恒，硝酸分为三个部分：剩余的、体现

酸性的和体现氧化性的。具体做法，可以设铜银的物质的

量分别为X、Y,64X+108Y=30根据硝酸根2X+Y=

0.080L•13.5mol/L—0.3—0.08

王水及其氧化作用

王水是由1体积的浓硝酸和3体积的浓盐酸混合而成的（严格地说是在

其混酸中HNO3和HCl的物质的量之比为1:3）。王水的氧化能力极强，

称之为酸中之王。一些不溶于硝酸的金属，如金、铂等都可以被王水溶解。

尽管在配制王水时取用了两种浓酸，然而在其混合酸中，硝酸的浓度显

然仅为原浓度的1/4（即已成为稀硝酸）。但为什么王水的氧化能力却

比浓硝酸要强得多呢？这是因为在王水中存在如下反应：

HNO3+3HCl=2H2O+CI2+NOCI

因而在王水中含有硝酸、氯分子和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂，同时

还有高浓度的氯离子。

王水的氧化能力比硝酸强，金和铂等惰性金属不溶于单独的浓硝酸，而能

溶解于王水，其原因主要是在王水中的氯化亚硝酰（NOC）l等具有比浓

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硝酸更强的氧化能力，可使金和铂等惰性金属失去电子而被氧化：

Au+CI2+NOCI=AuCI3+NOf

3Pt+4CI2+4NOCI=3PtCI4+4NOf

同时高浓度的氯离子与其金属离子可形成稳定的络离子，如[AuCI4]

－或[PtCI6]2－：

AuCI3+HCI=H[AuCI4]

PtCI4+2HCI=H2[PtCI6]

从而使金或铂的标准电极电位减小，有利于反应向金属溶解的方向进

行。总反应的化学方程式可表示为：

Au+HNO3+4HCI=H[AuCI4]+NOf+2H2O

3Pt+4HNO3+18HCI=3H2[PtCI6]+4N0f+8H2O

由于金和铂能溶解于王水中，人们的金铂首饰（黄金或白金）在被首饰加

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工商加工清洗时，常会在不知不觉中被加工商用这种方法偷取，损害消费

者的利益。

王水和诺贝尔奖牌的轶事

有两位科学家，劳厄和弗兰克，曾获得1914年和1925年的物理学奖，德

国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌，他们辗转来到丹麦，请求丹麦同

行、1922年物理学奖得主玻尔帮忙保存。1940年，纳粹德国占领丹麦，

受人之托的玻尔急得团团转。同在实验室工作的一位匈牙利化学家赫维

西（1943年化学奖得主）帮他想了个好主意：将奖牌放入“王水”（盐

酸与硝酸混合液）中，纯金奖牌便溶解了。玻尔于是将溶液瓶放在实验室

架子上，来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。战争结束后，溶液

瓶里的黄金被还原后送到斯德哥尔摩，按当年的模子重新铸造，于1949年

完璧归赵，当时弗兰克工作的美国芝加哥市还专门举行了一个隆重的奖牌

归还仪式。

用王水“做手脚”洗项链盗黄金

2008年4月28日内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区公安分局刑侦大队破

获一起特殊的黄金盗窃案，犯罪嫌疑人是一名金银首饰加工店老板，这

名吴姓老板利用给顾客清洗金项链之机盗窃黄金。盗窃行为败露后，这

名盗金老板于4月18日被警方采取强制措施。

据介绍，4月1日下午，东胜区公安分局刑侦大队接到一市民报案称，自

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己的金项链在某金银首饰加工店进行清洗后，发现金项链不仅变瘦了，

且项链上面的花纹也变得不清晰。他对金项链称重后发现，原来重达78克

的金项链少了16.48克。

接警后，警方立刻赶到金银首饰加工店将店主带回讯问，同时将店内清

洗金项链的药水拿回进行成分分析。经分析化验发现，原来店老板为了

盗取黄金，专门用腐蚀性很强的“王水”清洗黄金项链。在证据面前，吴

姓店老板交代，一般黄金等首饰清洗时，先用火烧，将黄金加热去除上面

的油渍，然后将烧热的黄金放入盐酸溶液中清洗，这样上面的灰尘就被

洗下来，而对黄金本身并没有损耗。但他为了谋利，将清洗溶液换成“王

水”，利用化学反应窃取顾客的首饰黄金，浸泡时间越长窃取的黄金越

多。

吴姓老板还交代，由于目前国家对首饰清洗没有统一标准和规定，所以

一些小首饰加工店均以低价清洗为诱饵，等顾客光临后再用“王水”洗

金子，这样的方法几乎成了业内公开的秘密，而且利润可观。针对这起特

殊的黄金盗窃案，警方提醒清洗黄金首饰的人们，一定要到商业信誉好

的大型正规金银首饰店进行委托加工或进行首饰清洗美容，切勿贪图便宜

到一些管理较差的小店。