某化学小组研究硝酸与金属的反应。下列实验中硝酸与金属的反应均在注射器中完成,实验操作及实验现象记录如表:
(1)铜与浓HNO3反应产生红棕色气体的化学方程式是___________ 。
(2)对实验1所得溶液呈绿色,而实验2所得溶液呈蓝色的原因提出猜想。
查阅资料:i.NO2溶于稀硝酸会反应;而溶于浓硝酸不反应,使溶液呈黄色;
ii.NO2与水反应时会有部分发生反应:2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2,HNO2是弱酸,不稳定。
猜想一:NO2溶于浓硝酸,与蓝色Cu(NO3)2溶液混合而呈现绿色。
猜想二:HNO2电离出的NO 与Cu2+结合为Cu(NO2) (绿色)。
① 向浓硝酸中通入NO2,溶液呈黄色,加入___________ (填试剂)后呈绿色,证实猜想一合理。
② 研究猜想二是否为实验Ⅰ所得溶液呈绿色的主要原因,实验如下。
a.证明溶液A中含有HNO2的证据是___________ 。
b.向溶液B中滴加少量硝酸,溶液由绿色变为蓝色。结果表明,猜想二不是 实验Ⅰ所得溶液呈绿色的主要原因,说明理由:___________ 。
(3)实验2中充入O2后气体变为红棕色的反应的化学方程式是___________ 。
(4)查阅文献:铁粉与稀硝酸反应会生成H2。由实验3中的实验现象可知,过量的铁粉与0.5 mol/L稀HNO3反应的还原产物中除了H2外,还有___________ 生成。写出白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变成红褐色的化学方程式___________ 。
(5)甲同学对实验3产生H2的原因提出假设:该浓度的硝酸中 H+ 的氧化性大于NO。乙同学认为该假设不合理。依据是实验2中观察到了___________ (填实验现象),该现象能说明假设不合理,理由是___________ 。
(6)结合以上实验可知,金属与硝酸反应的产物与___________ 等因素有关。
序号 | 实验操作与实验现象 |
实验1 | 加入过量的铜片与2mL的浓硝酸。反应剧烈,产生红棕色气体,溶液立即呈绿色。 |
实验2 | 加入过量的铜片与2 mL 0.5 mol/L HNO3溶液。产生无色气泡,溶液逐渐变为蓝色。注射器中的气体始终无色。反应结束后,向注射器中充入一定量的O2,气体迅速变为红棕色 |
实验3 | 加入过量的铁粉与2 mL 0.5 mol/L HNO3溶液,立即有无色气体生成,溶液为很浅的绿色,反应结束后将气体通入有空气的容器无明显变化,点燃,有尖锐的爆鸣声,容器壁出现无色液滴;取反应后溶液,加入足量NaOH溶液,立刻得到白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变成红褐色,加热后产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。 |
(2)对实验1所得溶液呈绿色,而实验2所得溶液呈蓝色的原因提出猜想。
查阅资料:i.NO2溶于稀硝酸会反应;而溶于浓硝酸不反应,使溶液呈黄色;
ii.NO2与水反应时会有部分发生反应:2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2,HNO2是弱酸,不稳定。
猜想一:NO2溶于浓硝酸,与蓝色Cu(NO3)2溶液混合而呈现绿色。
猜想二:HNO2电离出的NO 与Cu2+结合为Cu(NO2) (绿色)。
① 向浓硝酸中通入NO2,溶液呈黄色,加入
② 研究猜想二是否为实验Ⅰ所得溶液呈绿色的主要原因,实验如下。
a.证明溶液A中含有HNO2的证据是
b.向溶液B中滴加少量硝酸,溶液由绿色变为蓝色。结果表明,猜想二
(3)实验2中充入O2后气体变为红棕色的反应的化学方程式是
(4)查阅文献:铁粉与稀硝酸反应会生成H2。由实验3中的实验现象可知,过量的铁粉与0.5 mol/L稀HNO3反应的还原产物中除了H2外,还有
(5)甲同学对实验3产生H2的原因提出假设:该浓度的硝酸中 H+ 的氧化性大于NO。乙同学认为该假设不合理。依据是实验2中观察到了
(6)结合以上实验可知,金属与硝酸反应的产物与
更新时间:2023-04-10 16:52:23
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【推荐1】查阅文献:铁粉与稀硝酸反应会生成。化学小组用如图装置做验证实验。
(1)甲同学进行了实验Ⅰ:
①气体产物是的实验依据是___________ 。
②根据实验现象分析,铁粉与反应时还有其他还原产物生成,写出生成该还原产物的离子方程式:___________ 。
(2)乙同学对产生的原因提出假设:
假设1:该浓度的硝酸中的氧化性大于NO
假设2:该浓度的硝酸中的还原速率大于NO
①乙同学用___________ (Cu或Mg)粉与反应证明了假设1不成立。实验依据是___________ 。
②乙同学用其他方案证明了假设2成立。
(3)丙同学仅改变温度条件,重复实验1。实验中气体成分和溶液成分检验的现象与实验1类似,但收集到的气体体积不同:
随温度升高,收集到的气体体积减少,原因:___________ 。
(4)改用与过量铁粉反应,有无色气体生成,溶液变为深棕色。气体接触空气显红棕色,不可燃。根据以上结论解释生成还原产物的原因___________ 。
(5)综上所述,金属与硝酸生成氢气,需要控制哪些条件?___________ 。
(1)甲同学进行了实验Ⅰ:
实验 | 现象 |
ⅰ.室温下,在注射器中加入过量的铁粉与 | 立即有气体产生,溶液几乎无色,反应结束后 收集到无色气体。 |
ⅱ.将气体通入有空气的容器 | 无明显变化 |
ⅲ.点燃气体 | 有尖锐的爆鸣声,容器壁出现无色液滴。 |
ⅳ.取反应后溶液,加入足量NaOH溶液并加热 | 立刻得到白色沉淀,迅速变为灰绿色。加热后产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。 |
②根据实验现象分析,铁粉与反应时还有其他还原产物生成,写出生成该还原产物的离子方程式:
(2)乙同学对产生的原因提出假设:
假设1:该浓度的硝酸中的氧化性大于NO
假设2:该浓度的硝酸中的还原速率大于NO
①乙同学用
②乙同学用其他方案证明了假设2成立。
(3)丙同学仅改变温度条件,重复实验1。实验中气体成分和溶液成分检验的现象与实验1类似,但收集到的气体体积不同:
序号 | 反应温度 | 气体体积 |
a | 40℃ | 3.4mL |
b | 30℃ | 2.6mL |
(4)改用与过量铁粉反应,有无色气体生成,溶液变为深棕色。气体接触空气显红棕色,不可燃。根据以上结论解释生成还原产物的原因
(5)综上所述,金属与硝酸生成氢气,需要控制哪些条件?
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【推荐2】有五种可溶性物质A、B、C、D、E,它们所含的阴、阳离子互不相同,分别含有五种阳离子K+、Fe3+、Cu2+、Ba2+、Al3+和五种阴离子Cl﹣、OH﹣、NO3﹣、CO32﹣、X中的一种。
(1)某同学通过比较分析,认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是________ 和________ 。
(2)物质C中含有离子X。为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,当C与A的溶液混合时,产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体,则X为________ (填序号)。
A.Br﹣ B.SO42﹣ C.CH3COO﹣ D.HCO3﹣
(3)将19.2gCu投入装有足量D溶液的试管中,Cu不溶解,再滴加稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,写出Cu溶解的离子方程式______ 。若要将Cu完全溶解,至少加入H2SO4的物质的量是________ 。
(4)E溶液能使KI-淀粉试纸变蓝,该反应的离子方程式为________________________ 。
(1)某同学通过比较分析,认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是
(2)物质C中含有离子X。为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,当C与A的溶液混合时,产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体,则X为
A.Br﹣ B.SO42﹣ C.CH3COO﹣ D.HCO3﹣
(3)将19.2gCu投入装有足量D溶液的试管中,Cu不溶解,再滴加稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,写出Cu溶解的离子方程式
(4)E溶液能使KI-淀粉试纸变蓝,该反应的离子方程式为
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【推荐3】A.B.C.D.E为含同一种元素的常见物质。C物质只由一种元素组成,在1个C分子中形成共价键的电子数与分子中所含电子数之比为3∶7。C和E均可与氧气在一定条件下反应生成A。请回答以下问题:
(1)常温下将气体B通入水中发生反应,生成A和D,则该反应的离子方程式_____ 。
(2)写出E与氧气反应生成A的化学方程式_________________________ 。
(3)D和E生成的化合物在某温度下加热分解,同时生成两种氧化物。且在此过程中,若有0.5 mol该化合物完全反应,转移电子数为2 mol。写出该反应的化学方程式___ 。
(4)下图所示是进行木炭与D浓溶液反应,并检验生成的气体和反应的热效应的实验装置,它具有无污染.现象明显等特点。具支试管A中所盛固体下层是无水CaCl2(作载体不参加反应),上层是红热的木炭。实验时慢慢将D浓溶液滴到木炭上,反应即开始进行且能长时间剧烈反应。①写出木炭与D浓溶液反应的化学方程式_________ 。
②该反应为_________________ (填“吸热”或“放热”)反应。
③试管B内出现的现象为________________________________ 。
④在实验临近结束时,发现滴管中的D浓溶液难以滴下。若想再滴入几滴D浓溶液使木炭反应完全,最简单的办法是________________ 。
(1)常温下将气体B通入水中发生反应,生成A和D,则该反应的离子方程式
(2)写出E与氧气反应生成A的化学方程式
(3)D和E生成的化合物在某温度下加热分解,同时生成两种氧化物。且在此过程中,若有0.5 mol该化合物完全反应,转移电子数为2 mol。写出该反应的化学方程式
(4)下图所示是进行木炭与D浓溶液反应,并检验生成的气体和反应的热效应的实验装置,它具有无污染.现象明显等特点。具支试管A中所盛固体下层是无水CaCl2(作载体不参加反应),上层是红热的木炭。实验时慢慢将D浓溶液滴到木炭上,反应即开始进行且能长时间剧烈反应。①写出木炭与D浓溶液反应的化学方程式
②该反应为
③试管B内出现的现象为
④在实验临近结束时,发现滴管中的D浓溶液难以滴下。若想再滴入几滴D浓溶液使木炭反应完全,最简单的办法是
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【推荐1】某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验,装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态),F是一半空且充了氧气的注射器。
请回答有关问题:
(1)设计装置A的目的是___________________ ;为达到此目的,应如何操作?_____________ 。
(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是________ ; B中反应的离子方程式为:________________________ ;装置B有何优点_____________________________ 。
(3)装置E和F的作用是________________ ;为实现此作用,其操作方法是_____________________________ 。
(4)D装置中NaOH溶液的作用_____________________________ 。
请回答有关问题:
(1)设计装置A的目的是
(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是
(3)装置E和F的作用是
(4)D装置中NaOH溶液的作用
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(0.4)
解题方法
【推荐2】某实验小组利用甲酸钠(HCOONa)制备Na2S2O4并测定产品的纯度,实验装置(夹持、加热仪器略)如图
回答下列问题
(1)盛放浓硫酸的仪器名称为________ ,写出浓H2SO4与Cu反应的化学方程式 ________ 。
(2)SO2与HCOONa、NaOH反应生成Na2S2O4和CO2, 其离子方程式为________ 。
(3)图中虚线框中装置用于检验逸出气体中的CO2, a、b、c所盛放的试剂依次为________ 、________ 、________ 。
(4)将反应液分离提纯得到Na2S2O4产品,取产品mg溶于水,并定容为100mL,取25.00mL加入锥形瓶中,加入NaOH溶液及指示剂,用cmol·mol-1的K3[Fe(CN)6]标准溶液进行滴定{4K3[Fe(CN)6]+2Na2S2O4+8NaOH=3K4[Fe(CN)6]+4Na2SO3+Na4[Fe(CN)6]+4H2O},滴定至终点时,消耗标准液VmL。则产品的纯度为________ (写出计算式)。
回答下列问题
(1)盛放浓硫酸的仪器名称为
(2)SO2与HCOONa、NaOH反应生成Na2S2O4和CO2, 其离子方程式为
(3)图中虚线框中装置用于检验逸出气体中的CO2, a、b、c所盛放的试剂依次为
(4)将反应液分离提纯得到Na2S2O4产品,取产品mg溶于水,并定容为100mL,取25.00mL加入锥形瓶中,加入NaOH溶液及指示剂,用cmol·mol-1的K3[Fe(CN)6]标准溶液进行滴定{4K3[Fe(CN)6]+2Na2S2O4+8NaOH=3K4[Fe(CN)6]+4Na2SO3+Na4[Fe(CN)6]+4H2O},滴定至终点时,消耗标准液VmL。则产品的纯度为
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(0.4)
【推荐3】下图是研究铜与浓硫酸的反应装置:
(1)A试管中发生反应的化学方程式为___________________________________ 。
(2)反应一段时间后,可观察到B试管中的现象为____________________________________ 。
(3)C试管口浸有NaOH溶液的棉团作用是___________________________________________ 。
(4)实验结束后,证明A试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是______________________________________________ 。
(5)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,经查阅文献获得下列资料。
仅由上述资料可得出的正确结论是____________ 。
A.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个 B.硫酸浓度选择适当,可避免最后产物中出现黑色物质;C.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15 mol·L D.硫酸浓度越大,黑色物质越快出现、越难消失
(1)A试管中发生反应的化学方程式为
(2)反应一段时间后,可观察到B试管中的现象为
(3)C试管口浸有NaOH溶液的棉团作用是
(4)实验结束后,证明A试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是
(5)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,经查阅文献获得下列资料。
资料1 | 附表铜与浓硫酸反应产生黑色物质的相关性质 |
资料2 | X射线晶体分析表明,铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu2S、CuS、Cu7S4中的一种或几种。 |
仅由上述资料可得出的正确结论是
A.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个 B.硫酸浓度选择适当,可避免最后产物中出现黑色物质;C.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15 mol·L D.硫酸浓度越大,黑色物质越快出现、越难消失
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(0.4)
【推荐1】某化学小组设计如下装置,探究铜和一定量的浓HNO3是否反应是否有NO生成。已知:A试管内空气体积为50mL(标准状况),B广口瓶盛80mL水,硝酸不溶于煤油。
请回答下列问题:
(1)加入浓HNO3前应先通一段时间N2,具体操作为:______ ,其作用是_______ 。
(2)关闭K1、K2,打开K3,通过分液漏斗向试管中加入一定量的浓硝酸,然后在硝酸上方加一层煤油,煤油的作用是_____ ,待铜和硝酸反应完毕后,通过分液漏斗向试管中加煤油直至试管充满。
(3)读取量气管读数时,要先________ ,然后再读取读数。
(4)数据分析:
① 从B中取20mL溶液,恰好中和用去0.lmol/L的NaOH体积为16mL则B中所得硝酸的物质的量浓度为_______ 。
② 假设只生成NO2,通过计算理论上收集到的气体体积为_______ mL (标准状况下)。
③实验最终测得气体的体积为130.5mL(标准状况下),与理论值有差异,其理由可能为______ 。
A.Cu与一定物质的量浓度的HNO3反反应除了生成NO2还生成NO
B.过程中还发生了反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3
C.过程中还发生了反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3
D.硝酸具有挥发性,对实验有影响
请回答下列问题:
(1)加入浓HNO3前应先通一段时间N2,具体操作为:
(2)关闭K1、K2,打开K3,通过分液漏斗向试管中加入一定量的浓硝酸,然后在硝酸上方加一层煤油,煤油的作用是
(3)读取量气管读数时,要先
(4)数据分析:
① 从B中取20mL溶液,恰好中和用去0.lmol/L的NaOH体积为16mL则B中所得硝酸的物质的量浓度为
② 假设只生成NO2,通过计算理论上收集到的气体体积为
③实验最终测得气体的体积为130.5mL(标准状况下),与理论值有差异,其理由可能为
A.Cu与一定物质的量浓度的HNO3反反应除了生成NO2还生成NO
B.过程中还发生了反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3
C.过程中还发生了反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3
D.硝酸具有挥发性,对实验有影响
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解题方法
【推荐2】某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。
【初步探究】
(1)为探究温度对反应速率的影响,实验②中试剂 A 应为______________ 。
(2)写出实验③中 I-反应的离子方程式:_____________________ 。
(3)对比实验②③④,可以得出的结论:_______________________ 。
【继续探究】溶液 pH 对反应速率的影响查阅资料:
i.pH<11.7 时,I-能被O2 氧化为 I2。
ii.pH= 9.28 时,I2发生歧化反应:3I2 +6OH-=IO3-+5I-+3H2O,pH越大,歧化速率越快。
(4)小组同学用 4 支试管在装有 O2 的储气瓶中进行实验,装置如图所示。
分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因_______ 。
(5)甲同学利用原电池原理设计实验证实 pH=10 的条件下确实可以发生 I-被 O2 氧化为 I2 的反应,如图所示,请你填写试剂和实验现象。
试剂1______________ 。 试剂2______________ 。实验现象:___________________________ 。
【深入探究】较高温度对反应速率的影响
小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验⑨和⑩。
(6)对比实验⑨和⑩的现象差异,该小组同学对实验⑨中的现象提出两种假设,请你补充假设 1。
假设 1:_______________ 。
假设 2:45°C 以上 I2 易升华,70°C 水浴时,c(I2)太小难以显现黄色。
(7)针对假设 2 有两种不同观点。你若认为假设 2 成立,请推测试管⑨中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因_______________ (写出一条)。你若认为假设 2 不成立,请设计实验方案证明_______________ 。
【初步探究】
示意图 | 序号 | 温度 | 试剂A | 现象 |
① | 0°C | 0.5 mol∙L−1稀硫酸 | 4 min 左右出现蓝色 | |
② | 20°C | 1 min 左右出现蓝色 | ||
③ | 20°C | 0.1 mol∙L−1稀硫酸 | 15 min 左右出现蓝色 | |
④ | 20°C | 蒸馏水 | 30 min 左右出现蓝色 |
(2)写出实验③中 I-反应的离子方程式:
(3)对比实验②③④,可以得出的结论:
【继续探究】溶液 pH 对反应速率的影响查阅资料:
i.pH<11.7 时,I-能被O2 氧化为 I2。
ii.pH= 9.28 时,I2发生歧化反应:3I2 +6OH-=IO3-+5I-+3H2O,pH越大,歧化速率越快。
(4)小组同学用 4 支试管在装有 O2 的储气瓶中进行实验,装置如图所示。
序号 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
试管中溶液的 pH | 8 | 9 | 10 | 11 |
放置 10 小时后的现象 | 出现蓝色 | 颜色无明显变化 |
(5)甲同学利用原电池原理设计实验证实 pH=10 的条件下确实可以发生 I-被 O2 氧化为 I2 的反应,如图所示,请你填写试剂和实验现象。
试剂1
【深入探究】较高温度对反应速率的影响
小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验⑨和⑩。
序号 | 温度 | 试剂 | 现象 |
⑨敞口试管 | 水浴 70°C | 5 mL 1 mol∙L−1 KI 溶液 5 mL 0.5 mol∙L−1 稀硫酸 | 20 min 内仍保持无色,冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色 |
⑩密闭试管 | 溶液迅速出现黄色,且黄色逐渐加深,冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色 |
假设 1:
假设 2:45°C 以上 I2 易升华,70°C 水浴时,c(I2)太小难以显现黄色。
(7)针对假设 2 有两种不同观点。你若认为假设 2 成立,请推测试管⑨中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因
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【推荐3】分某兴趣小组欲通过实验方法验证Fe2+的某些性质。
(1)在实验前,依据Fe2+的__________ 性,填写了下表。
依照表中操作,该同学进行实验。观察到液面上方气体逐渐变为红棕色,但试管中溶液颜色却变为深棕色。
(2)分别取少量反应后的溶液于两支试管中,一只滴加几滴KSCN溶液,溶液变为红色,则溶液中含有_________ ;另一支试管滴加几滴_________ 溶液,产生蓝色沉淀,则含有Fe2+。
(3)该小组讨论认为深棕色可能是NO2或NO与铁的某一种离子发生反应引起的。
提出猜想:
i.NO2与Fe2+发生反应 ⅱ.NO2与Fe3+发生反应
ⅲ.NO与Fe2+发生反应 ⅳ._________
(4)该同学通过查阅资料,认为溶液的深棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe2+或Fe3+发生反应而得到的。为此他利用如图装置(气密性已检验,尾气处理装置略)进行探究。
(5)结合实验猜想,得出结论:
溶液呈深棕色的原因,肯定成立的是猜想____________ ;不确定的是猜想_____________ ,有待后续实验进一步探究。
(1)在实验前,依据Fe2+的
实验操作 | 预期现象 | 反应的离子方程式 |
向盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸,振荡 | 试管中产生红棕色气体,溶液颜色逐渐变黄 | Fe2++NO3-+2H+ =Fe3++NO2↑+H2O |
(2)分别取少量反应后的溶液于两支试管中,一只滴加几滴KSCN溶液,溶液变为红色,则溶液中含有
(3)该小组讨论认为深棕色可能是NO2或NO与铁的某一种离子发生反应引起的。
提出猜想:
i.NO2与Fe2+发生反应 ⅱ.NO2与Fe3+发生反应
ⅲ.NO与Fe2+发生反应 ⅳ.
(4)该同学通过查阅资料,认为溶液的深棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe2+或Fe3+发生反应而得到的。为此他利用如图装置(气密性已检验,尾气处理装置略)进行探究。
步骤 | 操作及现象 | 解释或结论 |
① | 关闭k、b,打开a,开始甲中反应一段时间后,观察到丙中溶液逐渐变为深棕色,而丁中溶液无明显变化。 | 溶液深棕色由 |
② | 停止甲中反应,打开活塞k、b、关闭a,持续通入N2一段时间。 | 该操作的目的是 |
③ | 更换新的丙、丁装置,再通入一段时间N2后关闭k,使甲中反应继续,观察到的现象与步骤①中相同。 | 乙瓶中发生的化学方程式为 |
(5)结合实验猜想,得出结论:
溶液呈深棕色的原因,肯定成立的是猜想
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