某化學小組用如圖裝置研究硝酸與金屬的反應。

加裝藥品后，為了防止空氣進入，用橡膠帽密封。	反應結束后

實驗操作及實驗現象記錄如下：

實驗操作	實驗現象
實驗1在注射器中加入過量的銅片與2mL的濃硝酸。	最初反應較慢，隨后加快，反應劇烈，產生紅棕色氣體，溶液呈綠色。
實驗2 i.在注射器中加入過量的銅片與2mL0.5mol/LHNO3溶液。 ⅱ．反應結束后，向注射器中充入一定量的O2。	i.開始幾乎觀察不到現象，一段時間后銅片表面開始產生無色氣泡，溶液逐漸變為藍色。反應過程中，注射器中的氣體始終無色。 ⅱ．通入O2后氣體迅速變為紅棕色
實驗3 i.室溫下，在注射器中加入過量的鐵粉與2mL0.5mol/LHNO3溶液。 ⅱ．將氣體通入有空氣的容器。 iii.點燃氣體。 iv.取反應后溶液，加入足量NaOH溶液并加熱。	i.立即有氣體生成，溶液為很淺的綠色，反應結束后收集到無色氣體6.0mL ii.無明顯變化。 iii.有尖銳的爆鳴聲，容器壁出現無色液滴。 iv.立刻得到白色沉淀，迅速變為灰綠色。加熱后產生能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體。

（1）銅與濃HNO₃反應產生紅棕色氣體的化學方程式是

Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O

Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O

。
（2）實驗1中的實驗現象“最初反應較慢，隨后加快”的原因可能是

Cu²⁺具有催化作用（或是該反應過程放出熱量，體系溫度升高）

Cu²⁺具有催化作用（或是該反應過程放出熱量，體系溫度升高）

。
（3）有文獻記載：銅與濃HNO₃反應一旦發生就變快，是因為開始生成的NO₂溶于水形成HNO₂（弱酸，不穩定），它再和Cu反應，反應就加快。
實驗探究如下：
i.向1mL濃硝酸中加入幾滴30%H₂O₂H₂溶液和銅片；
ii.向1mL濃硝酸中加入一定量NaNO₂固體和銅片。
結合文獻和實驗可得出ⅰ中反應變慢的原因可能是

HNO₂被H₂O₂氧化，不與Cu反應

HNO₂被H₂O₂氧化，不與Cu反應

。
（4）查閱文獻：鐵粉與稀硝酸反應會生成H₂。
由實驗3中的實驗現象可知，過量的鐵粉與0.5mol/L稀HNO₃反應的還原產物中除了H₂外，還有

NH

+

4

NH

+

4

生成。
寫出Fe與稀HNO₃反應生成此還原產物的離子方程式

4Fe+10H⁺+

NO

-

3

=4Fe²⁺+

NH

+

4

+3H₂O

4Fe+10H⁺+

NO

-

3

=4Fe²⁺+

NH

+

4

+3H₂O

。
（5）甲同學對實驗3產生H₂的原因提出假設：該濃度的稀硝酸中H⁺的氧化性大于

NO

-

3

。乙同學認為該假設不合理。依據是實驗2中觀察到了

通入O₂后氣體迅速變為紅棕色

通入O₂后氣體迅速變為紅棕色

（填實驗現象），該現象能說明假設不合理，理由是

濃度的稀硝酸加入過量的銅片，是硝酸根離子被還原生成NO，說明

NO

-

3

氧化性大于H⁺

濃度的稀硝酸加入過量的銅片，是硝酸根離子被還原生成NO，說明

NO

-

3

氧化性大于H⁺

。
（6）結合以上實驗可知，金屬與硝酸反應的產物與

金屬的活潑性、硝酸的濃度

金屬的活潑性、硝酸的濃度

等因素有關。