スライド 1

硝酸と銅の実験
操作1~3はスライドを見て、空欄を埋めてください。
【準備】
試薬:銅・希硝酸(13mol/l)・濃硝酸(6mol/l)・酸素・リトマス試験紙
器具:試験管・二股試験管・水槽・ガスバーナー・メスシリンダー・注射器
ゴムホース・白金線・スタンド・ゴム栓・ガラス管
【操作1】
銅に濃硝酸(13mol/l)を加えましょう。
① 1 Cu + 4 HNO3 →
銅
(1
濃硝酸
Cu(NO3)2
硝酸銅
)+( 2
H2O
水
)+( 2
NO2
)
二酸化
窒素
赤褐色の
気体
二股試験管
銅へ
をこ
ん
入で
れい
るる
。ほ
ストッパーの役割を果たす。
う
に
、
二股試験管
銅へ
をこ
ん
入で
れい
るる
。ほ
ストッパーの役割を果たす。
う
に
、
へこんでいないほうに濃硝酸を入れる。
銅の方へ硝酸を移す。
二酸化窒素が発生する。
二酸化窒素は、空気より(
重 い )。
空気(窒素と酸素の混合気体と考える)
N2=28 80%
O2=32 20%
空気の平均分子量
=28×0.8+32×0.2
=28.8
二酸化窒素の分子量は、
NO2= 14+16×2= 46
さらに、
水に溶けると硝酸になってしまうので、
④
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
二酸化窒素
水
硝 酸
一酸化窒素
捕集方法は、
水上置換 ・ 下方置換 ・ 上方置換
です。
下
方
置
換
じ
ゃ
。
【操作2、3】
銅に希硝酸(6mol/l)を加えましょう。
② 3 Cu + 8 HNO3 →
銅
(3
希硝酸
Cu(NO3)2
硝酸銅
)+( 4
H2O
水
)+( 2
NO
一酸化
窒素
無色の
気体
)
ちょびっと
一酸化窒素は、空気より(
重 い )。
空気(窒素と酸素の混合気体と考える)
N2=28 80%
O2=32 20%
空気の平均分子量
=28×0.8+32×0.2
=28.8
一酸化窒素の分子量は、
NO = 14+16 = 30
さらに、
水には溶けないが、空気中ですぐに
酸化されて 二酸化窒素 になってしまう。
③ 2NO
+
一酸化窒素
(無色の気体)
O2
酸 素
→
2NO2
二酸化窒素
(赤褐色の気体)
捕集方法は、
水上置換 ・ 下方置換 ・ 上方置換
です。
水
上
置
換
じ
ゃ
。
試験管内の空気によって酸化され発生した二酸化窒素は
水に溶けるので、一酸化窒素だけが捕集されることになります。
発生が悪いときには
少し加熱してみましょう。
メスシリンダー内の水につけると変色するのは、
青色リトマス紙 ・ 赤色リトマス紙 どっち?
もちろん、
二酸化窒素が水に溶けて
硝酸になるっているのだから、
④ 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
二酸化窒素
水
硝 酸
一酸化窒素
※二酸化窒素が水に溶けて、
硝酸が生成したのです。
青色リトマス紙です。
ここからやっとこさ
皆さんの出番です。
操作4・5・6
実験開始。
その前に、
気をつけよう。
硝酸を手に付けると、
おて手が、
黄色く
なっちゃいます。
キサントプロテイン反応
キサントプロテイン反応
黄色く
なっちゃいます。
シリンダーには
一酸化
窒素を
注射器には
酸素を
反応がぴったり起これば、
シリンダー内の気体はなくなるはずです。
【操作4】
水上置換で、シリンダーに
一酸化窒素を40ml捕集します。
その間に、班の残りの2人は、計算をしましょう。
③ 2NO
+
O2
→
2NO
NO22
NO2 + H2O
④ 3NO
→
2HNO3 + NO
NO2)を消去して、
③、④から中間生成物(NO
一本の反応式⑤を作りましょう。
そのためには…、
⑤= ③×3 + ④×2
さっさと計算せい。
⑤= ③×3+④×2
③×3
④×2
+)
6NO
+
3O2 →
6NO22 + 2H2O →
6NO22
6NO
4HNO3 + 2NO
⑤ 4NO + 3O2 + 2H2O → 4HNO3
よって、
一酸化窒素40mlとぴったり反応する酸素は、( 30 )ml
さっさと注射器に酸素を集めい!
酸素を注射器の中に集めます。
ゴムチューブが入りにくければ水でぬらしましょう。
一酸化窒素40mlに対して酸素は30mlです。
注入開始。
ぴったりなくなるはず。
【操作5・6】
銅片は落ちないように
気をつけて
硝さ
酸き
銅ほ
水ど
溶使
液っ
た
を
二
試
股
験
試
管
験
に
移管
しか
、ら
【操作5】:銅イオンの炎色反応を確認。
ガラス棒は急冷するとすぐに割れて、
破片が飛び散ります。気を付けてください。
【操作6】:試験管に沸騰石を入れて、過熱します。
試験管の口は人に向けてはいけません。
あぶねーな!
殺す気か!!
(試験管の口は)人のいない方へ向けましょう。
だ
ん
だ
ん
と
水
が
蒸
発
し
て
い
っ
て
酸化銅(Ⅱ)が生成。
酸化銅(Ⅱ)CuO :黒色沈殿
酸化銅(Ⅰ)Cu2O:赤褐色沈殿
真
っ
黒
く
な
り
ま
す
。
濃冷
硝え
酸て
をか
加ら
え、
も
る一
と度
・
・
・
、
溶
け
て
、
銅
イ
オ
ン
が
出
て
き
ま
す
おしまい。
【出演協力】
最近、筋トレ同好会のトレーニングで
腹筋が割れてきた
柳澤 秀和 君
プラス
高島 和也 君
将棋部の皆さん
【反応式一覧】
① Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O +2NO2
② 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 4H2O +2NO2
③ 2NO + O2 → 2NO2
④ 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
⑤ 4NO + O2 + 2H2O → 4HNO3
⑥ 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2
⑦ CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 +H2O