铜与硝酸反应实验现象的探究

铜与硝酸实验报告实验报告一、实验目的探究铜与硝酸之间的反应，并观察反应产物的性质。

二、实验原理铜与硝酸反应的化学方程式为：Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O三、实验步骤1. 准备实验器材和试剂：铜片、硝酸溶液（浓度为2mol/L）；2. 将铜片擦拭干净，使其表面光洁；3. 将铜片放入试管中；4. 缓慢加入适量的硝酸溶液，注意观察反应过程并记录；5. 重复以上步骤，以获得重复的实验结果。

四、实验结果与数据分析观察到铜片与硝酸溶液发生反应后，产生了大量的气体，并产生了一定量的溶液。

根据反应方程式，可知反应的产物为Cu(NO₃)₂、NO₂和H₂O。

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O五、实验讨论1. 反应观察：在实验过程中，观察到铜片表面产生了气泡，并伴随着硝酸溶液的变色。

这是由于铜片与硝酸溶液发生了化学反应，产生了气体和溶液。

2. 反应产物：根据实验结果和反应方程式，可以得知产物为Cu(NO₃)₂、NO₂和H₂O。

Cu(NO₃)₂是一种深蓝色晶体，NO₂是一种红棕色气体，H₂O为无色液体。

3. 反应机理：铜与硝酸的反应是一种氧化还原反应，其中，铜被氧化为Cu(NO₃)₂，硝酸被还原为NO₂和H₂O。

铜电离后生成Cu²⁺，硝酸中的HNO₃转化为NO₂和H₂O。

4. 实验误差：实验中可能存在一些误差，例如气泡产生的速率与硝酸溶液的浓度和反应温度有关，所用试剂的质量也可能对实验结果产生影响。

此外，实验过程中操作的精度也会对实验结果产生一定的影响。

六、实验总结通过本次实验，我们成功地观察到了铜与硝酸反应的现象，并了解了反应产物的性质。

实验结果与理论预期相符，证明了化学方程式的准确性。

同时，我们也认识到实验中的误差对结果的影响，需要在实验操作上更加精确，并对实验数据进行充分分析与讨论。

七、参考文献[1] 张三，李四. 化学实验原理与技术[M]. 北京：化学出版社，2010.[2] 王五，赵六. 理论化学实验手册[M]. 北京：化学工业出版社，2008.【注：以上内容为根据题目所给要求，自行判断应该采用实验报告的格式书写，仅供参考。

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】Cu2+在水溶液中一般呈现颜色，NO气体是色，NO2气体是色。

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＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O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＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O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Cu2+浓度比稀硝酸大，加水稀释Cu2+浓度减小，溶液变为蓝色。

猜想2：铜与浓硝酸生成的NO2是红棕色的，溶解于硝酸铜溶液中与其蓝色相互影响而显绿色。

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NO2气体，观察颜色变化。

实验三铜与硝酸的反应实验目的：探究铜与浓、稀硝酸的反应实验原理：实验用品：铜片、浓硝酸、稀硝酸、水、氢氧化钠溶液；试管、水槽、小烧杯（2）、大烧杯（3）、培养皿（2）、大试管、单孔塞、双孔塞，导气管，铁架台，夹子。

实验步骤：1、将两个小烧杯放于两个培养皿上，培养皿中加入少量水。

2、分别取两片铜于两个小烧杯中，分别向其中加入2ml浓硝酸、稀硝酸。

3、迅速倒扣两个大烧杯，使形成液封。

观察现象。

4、取2ml浓硝酸于小试管中，将试管固定在铁架台上，塞上双孔塞，导气管出口连接氢氧化钠溶液的烧杯如图所示：5、另取几片铜于烧瓶中，加入5ml浓硝酸，塞好单孔塞。

6、将生成的气体通入铁架台上的小试管中，将尾气通入氢氧化钠溶液。

观察现象。

12．（2009年北京理综27）（14分）某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的，按下图装置进行试验（夹持仪器已NO，而稀硝酸不能氧化NO。

由此得出的结论是略去）。

实验表明浓硝酸能将NO氧化成2浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选药品：浓硝酸、3mo/L 稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与NO 反应，能与2NO 反应232222NO NaOH NaNO NaNO H O =++（1） 实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中乘放的药品依次．．是 （2） 滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后（3） 装置①中发生反应的化学方程式是（4） 装置②的作用是 ，发生反应的化学方程式是（5） 该小组得出的结论一局的试验现象是（6） 试验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。

甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。

同学们分别涉及了一下4个试验来判断两种看法是否正确。

这些方案中可行的是（选填序号字母）a. 加热该绿色溶液，观察颜色变化b. 加水稀释绿色溶液，观察颜色变化c. 向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d. 向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反映产生的气体，观察颜色变化。

铜与硝酸反应的实验现象探究铜与浓稀硝酸反应的实验，是中学化学教材中两个非常重要的演示实验，由于硝酸的浓度不同，反应现象不同，硝酸的还原产物也不相同。

⑴铜与浓硝酸反应取一支试管，加入一小块铜片，滴入浓硝酸后，立即有气泡产生，反应剧烈，放出红棕色气体，溶液很快变成绿色；⑵铜与稀硝酸反应取一支试管，加入一小块铜片，滴入稀硝酸后，也有气泡产生，反应缓慢，反应开始阶段，试管内气体呈红棕色，随着反应的进行，试管内气体逐渐变浅，最终呈无色，溶液变成蓝色。

综上可见，铜与浓稀硝酸反应，除了在反应现象和气体产物上有明显不同以外，还有一个明显不同，就是反应后生成的溶液颜色明显不同。

对这个问题存在着不同的解释，但同学们通过对以下这个例题的分析与解答，不仅能够更好地认识铜与浓、稀硝酸反应现象的不同，也会对反应后溶液颜色的不同有新的理解。

例题铜与浓硝酸和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象不同。

为此，某高二化学学习兴趣小组在教师的指导下开展了积极的实验探究活动，他们为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所示的实验装置。

⑴请根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述实验步骤。

药品：稀硝酸、稀盐酸、锌粒、碳酸钙固体。

步骤：①检查装置的气密性；②；③；④待反应完全后，将右边的导管插入试管内接近液面；⑤；⑥用注射器向试管内推入空气（或氧气）。

⑵推入氧气或空气的目的是。

⑶分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是Cu2+浓度差引起的，你同意吗？原因是。

另一同学提出溶液呈绿色是Cu2+溶液颜色与NO2气体颜色复合的结果，请设计一个实验证明之（简述实验方案与实验现象）。

分析：此题探究的内容有两个：一是对如何能观察到铜与稀硝酸的反应产物NO呈无色进行探究，其关键是如何有效排除试管内的空气，使生成的NO不被氧化，又能很方便地检验出无色NO的存在；二是对铜与浓硝酸反应溶液呈绿色的原因进行探究，其关键是如何能通过实验证明浓硝酸与铜反应后的溶液呈绿色不是铜离子浓度差引起的。

铜与稀硝酸的反应实验演示操作方法按图装好实验装置，并检验这一装置气密性。

在烧瓶里放3－－4片铜片，再打开漏斗活塞，将稀硝酸放入烧瓶，直至浸没铜片为止，观察现象，然后再把烧瓶加热，用排水法收集一试管气体。

实验现象铜片中假如稀硝酸不加热时，仅有少量气泡产生，当给烧瓶加热时，产生大量气泡，试管中收集到气体为无色，在水面下用拇指堵住试管口，把试管从水中取出，并使管口向上，放开拇指，试管口处气体变为红棕色。

烧瓶内溶液呈蓝色。

实验结论铜与稀硝酸在不加热时反应缓慢，在加热时反应速度较快，有无色NO气体生成，同时生成硝酸铜，反应方程式：3Cu ＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2 ＋2NO ↑＋4H2O实验考点1、金属与稀硝酸反应规律；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、0.3molCu与足量的稀HNO3完全反应时，被还原的HNO3的物质的量是A、0.8molB、0.6molC、0.4molD、0.2mol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3、已知锌和稀硝酸反应时，每有1mol硝酸反应，就有0.8mol电子转移，此时硝酸的还原产物可能是什么物质？并写出有关化学方程式。

试题难度：难1 答案：D解析：直接考查方程式，硝酸同时体现氧化性和酸性，3摩尔铜参加反应时被还原的硝酸是2摩尔。

2 答案：A解析：根据铜和稀硝酸反应的离子方程式进行计算，硫酸提供氢离子，硝酸钾提供硝酸根离子，判断硝酸根不足，根据硝酸根进行计算可得。

3 答案：还原产物可能是N2O或是NH4NO3。

4Zn＋10HNO3＝4Zn（NO3）2＋N2O↑＋5H2O4Zn＋10HNO3＝4Zn（NO3）2＋NH4NO3＋3H2O解析：利用电子得失守恒计算，10摩尔硝酸参加反应就有8摩尔电子转移，即有4摩尔的金属锌参加反应，同时生成4摩尔硝酸锌，那么体现酸性的硝酸就是8摩尔，只有2摩尔的硝酸得8摩尔电子，平均每摩尔硝酸得电子4摩尔，产物为N2O ，当然还有一种可能是只有其中的1摩尔硝酸得到8摩尔电子到－3价，最后产物为硝酸铵。

浓硝酸与铜反应的实验现象1. 引言浓硝酸和铜，这两个听起来就有点“高大上”的家伙，乍一听，似乎很难联想在一起。

不过，咱们今天就要聊聊它们在实验中的“亲密接触”。

说实话，化学实验就像是看一场魔术表演，总是能让人眼前一亮。

你有没有那种在实验室里，看着试管里奇妙变化而惊呼的经历？今天我们就要揭开浓硝酸和铜反应的神秘面纱，看看这场“化学舞会”究竟是怎么一回事！2. 实验准备2.1 材料准备首先，咱们得准备好材料。

浓硝酸，那可是个大名鼎鼎的家伙，别看它名字听起来好像很威风，其实操作的时候可得小心翼翼！然后就是铜，铜的身影在我们日常生活中随处可见，像是钱币、导线，甚至是你家里的水管。

准备好这些之后，咱们就可以开始这场精彩的实验了。

2.2 安全措施但话说回来，安全措施可是马虎不得！浓硝酸可不是好惹的，处理的时候一定要戴好手套、护目镜，最好还有个围裙，免得被它“亲吻”到皮肤。

大家一定要明白，科学探索虽然刺激，但安全永远是第一位的，不然就像一颗炸弹，随时可能“引爆”！3. 实验过程3.1 反应开始好啦，准备工作做足了，咱们开始反应吧！首先，把铜块放进试管中，接着小心翼翼地倒入浓硝酸。

这时，浓硝酸像是喝了魔药，瞬间变得活跃起来，开始与铜进行反应。

你能想象那一瞬间的场景吗？就像是铜块被施了魔法，表面开始出现泡泡，仿佛在说：“我可不想在这里待着！”3.2 颜色变化接下来，随着反应的进行，试管里的液体颜色发生了变化。

起初是清澈的无色液体，慢慢地变成了鲜艳的蓝色，真是个色彩缤纷的魔法世界！这就好比是看一场精彩的变色龙表演，眼前的一切都变得那么迷人。

这种蓝色液体其实是铜离子在浓硝酸中的产物，真是令人惊叹，原来化学反应也能如此多姿多彩。

4. 反应结果4.1 产物分析经过一段时间的“闹腾”，反应最终达到了终点。

这时候，试管里剩下的液体，已经不再是原来的样子，而是充满了活力。

咱们不仅能看到鲜艳的蓝色，还能闻到一股刺鼻的气味，浓硝酸的气味果然不负众望，犹如一位不速之客，瞬间占领了实验室的空气。

在上面的三组实验中提供的硝酸的体积均一样，仅仅是铜的质量不相同。

A组中，铜的质量相同，即反响后溶液中Cu2+的浓度相同，而浓硝酸反响后溶液为绿色，稀硝酸为蓝色；B组中，与浓硝酸反响的铜的质量要小一些，即反响后Cu2+浓度低一些，然而溶液仍然为绿色；C组中Cu2+的浓度大，溶液仍然是绿色。

可见，Cu(NO3)2溶液为绿色不是由Cu2+浓度引起的。

猜测二、可能是硝酸铜溶于浓硝酸引起的。

将Cu(NO3)2晶体溶于浓硝酸，溶液仍然为蓝色。

可见此假设不成立猜测三、可能是温度不同引起的方案1：将绿色的Cu(NO3)2溶液加热。

溶液仍然为绿色，且在试管中产生大量的红棕色气体。

原因是在加热的时候，浓硝酸不断的分解，致使NO2源源不断的生成，因此不可能将NO2和Cu(NO3)2分开，因此溶液仍为绿色。

方案2：将正在反响的试管壁不断地用流水冲，溶液颜色为蓝色。

这个改变的核心因素是降低温度。

因为Cu+4HNO3〔浓〕==Cu〔NO3〕2+2NO2+2H2O的反响是放热反响，降温反响速度减慢，产生的NO2减少；而2NO2==N2O4〔正反响为放热反响〕，因此降温平衡向右移动，生成无色的N2O4，NO2的量逐渐减少，故溶液很快变成蓝色。

猜测四、可能是NO2溶于Cu(NO3)2溶液形成的。

方案1：将Cu和浓硝酸反响后的溶液迅速倒入枯燥的烧杯中，再转移到另一个枯燥的烧杯中，溶液迅速变蓝。

方案2：在Cu和浓硝酸反响后的试管口上塞一团沾有NaOH溶液的棉花，放置半天后，溶液为蓝色。

其原因是随着时间的推移，反响后的溶液温度降低，NO2慢慢从溶液中逸出被棉花中的NaOH吸收，溶液的颜色仅仅由Cu(NO3)2呈现出来。

由此可见，Cu(NO3)2溶液的绿色是由蓝色的Cu(NO3)2溶液和黄色的HNO3溶液〔溶有NO2〕的两者混合而成的。

二、原型拓展1方案评价型[例1]某化学课外兴趣小组在做铜与浓硝酸、稀硝酸反响实验时发现：“相同质量的铜分别与等体积且足量的浓硝酸、稀硝酸充分反响后，前者溶液颜色是绿色的，后者溶液的颜色是蓝色的。

铜与硝酸的反应实验铜与硝酸的反应实验是化学实验中常见的一种实验，通过观察反应过程和产物的变化，可以深入理解金属与酸发生反应的原理。

本文将详细介绍铜与硝酸反应的实验方法、实验步骤、观察结果和实验原理。

一、实验方法1. 实验器材：铜片、试管、试管夹、滴管、橡胶塞等。

2. 实验药品：浓硝酸、稀硝酸等。

二、实验步骤1. 准备工作：a) 将铜片切割成适当大小的片状并清洗干净。

b) 准备好试管，装入一定量的硝酸。

2. 实验操作：a) 用试管夹夹住铜片，将其悬挂置于试管中，确保铜片完全浸泡在硝酸中。

b) 注意避免与硝酸接触皮肤和眼睛，做好实验室安全防护。

3. 反应观察：a) 观察反应过程中是否有气体的生成、溶液的颜色变化等现象。

b) 反应结束后，观察产物的性质和形态。

三、观察结果1. 反应过程中，铜片表面逐渐出现气泡，溶液呈现淡绿色至蓝色。

2. 反应结束后，可以观察到一种蓝色的产物，它是铜与硝酸反应生成的一种化合物。

四、实验原理铜与硝酸发生反应的化学方程式为：Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O根据上述化学方程式，可知铜与硝酸发生反应后，生成了硝酸铜和一氧化氮气体。

硝酸铜是一种蓝色的化合物，形态多样，可以是固体或溶液。

该反应属于一种氧化还原反应，铜是一种较活泼的金属，可以被硝酸氧化。

在反应过程中，铜原子失去了电子，被氧化成Cu2+离子，而硝酸中的HNO3分子在还原过程中被还原成为NO2和H2O。

五、安全注意事项1. 实验过程中要佩戴实验手套、护目镜等个人防护装备，避免硝酸溅到皮肤或眼睛。

2. 硝酸是一种强酸，具有腐蚀性，注意操作时不要接触皮肤或吸入其蒸汽。

3. 实验后，将废液妥善处理，不要直接倒入下水道。

六、实验应用铜与硝酸的反应实验可以用于教学和科研中，通过实际观察和实验操作，帮助学生深入理解化学反应的机理和变化过程。

此外，该反应所产生的硝酸铜也可用于其他实验或制备其他化合物。

铜和硝酸实验报告实验目的本实验的目的是观察铜与硝酸反应的过程，了解铜与酸的反应性质，并观察反应各阶段的现象和变化。

实验原理铜与硝酸反应的化学方程式为：2HNO3 + Cu -> Cu(NO3)2 + H2O + NO↑实验中，硝酸会与铜发生反应，生成亚硝酸铜和水，同时放出一部分氮气。

实验步骤1. 首先准备实验所需材料和设备：铜片、浓硝酸、试管、试管夹、酒精灯。

2. 拿起一个试管，夹住铜片放入试管中。

3. 倒入约3 mL浓硝酸，然后用试管夹夹紧试管口。

4. 点燃酒精灯，将试管加热，持续加热并观察试管内的现象。

实验结果实验开始后，观察到试管内的浓硝酸与铜片发生了反应。

刚开始时，铜片与浓硝酸接触后，试管内会出现一些气泡，并且颜色逐渐转变为绿色。

同时，试管外部可以感觉到一定的温度上升。

经过一段时间的加热后，试管内的气泡停止产生，并且试管内的液体逐渐从绿色变为透明色。

此时，试管外部的温度也开始下降。

实验分析1. 实验中观察到的气泡的产生以及颜色变化反映出了铜与硝酸之间的反应。

气泡的产生是氮气的释放，颜色变化则是铜离子与酸的反应结果。

2. 实验中观察到试管外部温度的变化，说明了反应是一个放热反应的过程。

实验结论根据上述实验结果和分析，我们可以得出以下结论：1. 铜与硝酸反应后会产生氮气和亚硝酸铜。

2. 反应是一个放热反应。

实验注意事项1. 实验过程中要小心操作，注意安全，避免与试剂直接接触皮肤或者吸入试剂气体。

2. 加热试管时要小心火源，避免烧伤。

总结通过本次实验，我了解了铜与硝酸的反应过程和性质。

实验结果显示铜与硝酸反应后会产生氮气和亚硝酸铜，并且是一个放热反应。

同时，我也认识到了实验中的安全操作要求和注意事项。

这次实验不仅加深了我对化学反应的理解，也提高了我的实验操作技能。

铜与硝酸反应所得溶液呈绿色的实证研究摘要:在Cu与HNO3溶液反应体系中，当HNO3浓度较高时产物主要为NO2，浓度较低时产物主要为NO，实验认为Cu与浓HNO3反应后一般得到绿色溶液，但实验发现铜与稀HNO3作用时也能得到绿色溶液。

通过对绿色溶液组成的探究，发现Cu与HNO3溶液反应之所以会变绿色的主要原因是因为反应产物中存在HNO2或NO2－，同时提出中间产物HNO2可以认为Cu与硝酸反应的催化剂，Cu与HNO3反应是自催化的化学过程。

关键词:铜硝酸绿色溶液实验探究反应机理1 问题提出硝酸在一般情况下都能与Cu发生反应，其产物都有Cu(NO3)2溶液，理论上，Cu(NO3)2溶液由于存在Cu2+(aq)而呈蓝色，但Cu和浓HNO3反应后的溶液往往呈绿色，夏立先、吴思杰老等老师认为溶液显绿色是由Cu2+和NO2相互作用引起的[1]，也有人认为是还原产物NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中引起的[2]。

为了验证上述文献所述的结论，笔者做了以下实验。

[实验1]在有足量的铜丝的烧杯中滴加适量的浓HNO3后，发现反应剧烈、产生红棕色气体，溶液先变为蓝色，然后逐渐变为绿色，随着反应的进行，溶液最终又得到了蓝色溶液。

[结论]Cu和浓HNO3反应后的溶液的确有时呈绿色，但当得到的Cu(NO3)2溶液较大时，溶液转化为蓝色。

[实验2]取少量蓝色的Cu(NO3)2溶液于小烧杯中，往烧杯中不断通入NO2，发现蓝色的Cu(NO3)2溶液转化为绿色。

以上2个实验说明文献[1、2]的结论是正确的，但是当我们进行[实验3]时发现，Cu和稀硝酸反应也得到了绿色溶液。

[实验3]取50mL0.6mol/LHNO3和过量的铜丝置于250mL的烧瓶中，在铜丝与硝酸混合后几小时内几乎无明显现象，而后溶液逐渐变为浅蓝色，再变为蓝色，反应3天多时间后溶液为绿色。

假如上述文献的结论是正确的，那么铜丝与0.6mol/L稀HNO3反应最终是不会得到绿色溶液呢，因为Cu 与稀HNO3反应的还原产物是NO而不是NO2。