铜在硝酸盐溶液中的溶解

实验目的

探究铜在硝酸盐溶液中溶解的条件，认识酸性条件下 NO3- 的氧化性。

实验原理

铜的金属活动性在氢之后，不能置换稀硫酸中的氢；溶液中只有 NO₃- 而没有 H+ 时，也不能氧化铜。加入稀硫酸后，溶液中同时有 H+ 和 NO₃-，相当于稀硝酸，可氧化铜：3Cu + 8H+ + 2NO₃- = 3Cu₂+ + 2NO↑ + 4H₂O。生成的 NO 遇空气被氧化：2NO + O₂ = 2NO₂。

实验器材

• 铜片
• 硝酸钠（或硝酸钾）溶液
• 稀硫酸
• 试管
• 胶头滴管
• 镊子

实验步骤

1. 向试管中加入硝酸盐溶液，放入一小片铜片。
2. 观察铜片和溶液，记录加酸前的现象。
3. 用胶头滴管向试管中滴加稀硫酸。
4. 观察铜片表面、溶液颜色和管口气体的变化。
5. 写出反应的离子方程式，并分析 H+ 的作用。

实验现象与结论

加酸前铜片表面无明显变化。加入稀硫酸后，铜片表面产生气泡，溶液逐渐变蓝，试管口出现红棕色气体。说明在酸性条件下，NO₃- 能氧化铜，硝酸盐的氧化性需要 H+ 存在才能体现。

注意事项

• NO、NO2 有毒，应在通风橱中进行。
• 稀硫酸溅到皮肤上要立即用水冲洗。
• 含铜废液倒入指定回收容器。

常见问题

为什么铜不溶于稀硫酸，加入硝酸盐后却能溶解？

铜不能置换出稀硫酸中的氢。加入硝酸盐后，H+ 与 NO₃- 共同作用相当于稀硝酸，能氧化铜。

试管口的红棕色气体是怎么来的？

反应生成无色的 NO，NO 在管口遇空气中的氧气生成红棕色的 NO₂。