铜与浓硝酸反应后的溶液颜色探究

铜与浓硝酸反应后的溶液颜色探究

东海县第二中学 王怀海

【实验教学目标】

1.通过实验掌握浓硝酸的不稳定性与硝酸的强氧化性

2.通过对铜与浓、稀硝酸反应后生成硝酸铜溶液颜色的不同的探究，培养学生分析解

决问题的能力和初步的科学探究能力。

【实验用品】试管、酒精灯、胶头滴管、U型管、分液漏斗、试管夹、导管、水槽、集气瓶、

橡皮塞；浓硝酸、0.5mol/L硝酸铜溶液、水、硝酸铜晶体、铜片、火柴。

【知识准备】

Cu在水溶液中一般呈现 颜色，NO气体是 色，NO气体是 色。

2+

2

1.硝酸的不稳定性

（1）实验室长期放置的浓硝酸呈黄色是因为什么？试用化学方程式解释之。

（2）如何使呈黄色的浓硝酸恢复为无色？说说你的方法及理由。

2.硝酸的强氧化性

（1）铜与浓硝酸：Cu＋4HNO(浓)＝Cu(NO)＋2NOO

33222

↑＋2H

现象：常温下反应剧烈，铜片溶解；有 色的气体产生；溶液变 ；加水稀释溶液变

为 色。

（2）铜与稀硝酸：3Cu＋8HNO(稀)＝3Cu(NO)＋2NO↑＋4HO

3322

现象：常温下反应缓慢，铜片溶解；有 色的气体产生；气体接触空气时立即变

成 色；溶液变 。

3.铜与浓稀硝酸反应生成硝酸铜颜色不同的探究

铜与浓稀硝酸反应都有共同的产物硝酸铜，理论上得到的溶液都为蓝色，但实际实验中，

铜与稀硝酸反应得到的溶液是蓝色的而与浓硝酸反应后得到的溶液是绿色的。加水稀释后溶

液变为蓝色。引起这种变化的原因是什么？

师生共同探讨，猜想：

猜想1：铜与浓硝酸中生成的Cu浓度比稀硝酸大，加水稀释Cu浓度减小，溶液变

2+2+

为蓝色。

猜想2：铜与浓硝酸生成的NO是红棕色的，溶解于硝酸铜溶液中与其蓝色相互影响而

2

显绿色。

教师引导，师生共同设计实验方案

针对猜想1

设计实验方案1：配制少量0.5mol/L的硝酸铜稀溶液，观察溶液颜色，加入硝酸铜晶

体直至饱和，观察溶解过程中溶液的颜色变化。

针对猜想2（方案3与4的设计对学生有一定的难度，因此设计了硝酸不稳定性实验，

以此启发学生的思路）

设计实验方案2：配制少量0.5mol/L硝酸铜稀溶液，观察溶液颜色，向其中通入NO

2

气体，观察颜色变化。

设计实验方案3：取上述铜与浓硝酸反应后的绿色溶液，向其中通入足量的空气，观察

颜色变化。

设计实验方案4：取上述铜与浓硝酸反应后的绿色溶液，充分加热，赶走溶解的气体，

观察颜色变化。

【方法步骤】

实验1：硝酸的不稳定性

实验步骤现象结论和解释

Ⅰ试管现象： Ⅰ试管原因：

； ；

Ⅱ试管现象： Ⅱ试管反应方程式：

。 。

1.观察颜

色变化。

实验2：硝酸的强氧化性

实验步骤现象结论和解释

1.铜与浓硝酸的反应

现象： 反应的化学方程式：

。

加水稀释后的现象：

。

加水稀释后颜色变化的原因：

。

现象： 原因：

结论：

实验方案1：

观察溶解过程中溶液的颜色

变化。

实验步骤现象解释和结论

结论： 现象：

实验方案2：观察颜色变化。

实验方案4：充分加热，观察

颜色变化。

现象： 结论：

【结论交流】

1.铜与浓硝酸反应后，溶液颜色的异常变化是由于溶解于其中的NO与Cu的相互影响而

2

2+

造成的。

【说明】传统教学中对于铜与浓稀硝酸反应后溶液的颜色均描述为蓝色，但在实际实验教学

中观察到铜与浓硝酸后溶液的颜色均为绿色；本实验的目的是培养学生敢于质疑传统，勇于

探索的精神，同时通过对实验方案的设计，培养学生严密的逻辑思维能力。