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】 　【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

銅に濃硝酸（13mol／l）を加えましょう。 【操作１】 銅に濃硝酸（13mol／l）を加えましょう。 ① １ Ｃｕ　＋　　ＨＮＯ３　→ ４ 銅 濃硝酸 （　　　　　　　）＋（　　　　）＋（　　　　　） １ ２ ２ Ｃｕ(ＮＯ３)２ Ｈ２Ｏ ＮＯ２ ＮＯ２ 硝酸銅 水 二酸化窒素 赤褐色の気体

二股試験管 へこんでいるほうに、 銅を入れる。 ストッパーの役割を果たす。

二股試験管 へこんでいるほうに、 銅を入れる。 ストッパーの役割を果たす。

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。

重 い 二酸化窒素は、空気より（ ）。 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 重　い 二酸化窒素は、空気より（　　　　　　）。 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、 ④ 捕集方法は、 水上置換 ・ 下方置換 ・ 上方置換 です。 水に溶けると硝酸になってしまうので、 ３ＮＯ２　＋　Ｈ２Ｏ　→　２ＨＮＯ３　＋　ＮＯ ④ 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。

銅に希硝酸（6mol／l）を加えましょう。 【操作２、３】 銅に希硝酸（6mol／l）を加えましょう。 ② ３ Ｃｕ　＋　　ＨＮＯ３　→ ８ 銅 希硝酸 （　　　　　　　）＋（　　　　）＋（　　　　　） ３ ４ ２ Ｃｕ(ＮＯ３)２ Ｈ２Ｏ ＮＯ ＮＯ 硝酸銅 水 一酸化窒素 無色の 気体

重 い 一酸化窒素は、空気より（ ）。 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 ちょびっと 重　い 一酸化窒素は、空気より（　　　　　　）。 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、 二酸化窒素 ③ 捕集方法は、 水上置換 ・ 下方置換 ・ 上方置換 です。 水には溶けないが、空気中ですぐに 酸化されて　　　　　　　　　　になってしまう。 二酸化窒素 ２ＮＯ　　＋　　Ｏ２　　→　　２ＮＯ２　 ③ 一酸化窒素 （無色の気体） 酸　素 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。

発生が悪いときには 少し加熱してみましょう。 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、 ④ 二酸化窒素が水に溶けて 硝酸になるっているのだから、 ３ＮＯ２ ＋ Ｈ２Ｏ → ２ＨＮＯ３ ＋ ＮＯ 二酸化窒素 水 硝 酸 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。

③、④から中間生成物（ＮＯ２）を消去して、 その間に、 班の残りの２人は、計算をしましょう。 　③　２ＮＯ　　＋　　Ｏ２　　→　　２ＮＯ２　 ＮＯ２ ④　３ＮＯ２　＋　Ｈ２Ｏ　　→　　２ＨＮＯ３　＋　ＮＯ ＮＯ２ ③、④から中間生成物（ＮＯ２）を消去して、 一本の反応式⑤を作りましょう。 ＮＯ２ そのためには…、 ⑤＝ ③×３ ＋ ④×２ さっさと計算せい。

３０ さっさと注射器に酸素を集めい！ ③×３ ６ＮＯ ＋ ３Ｏ２ → ６ＮＯ２ ＋） ⑤ ４ＮＯ ＋ ３Ｏ２ ＋ ２Ｈ２Ｏ → ４ＨＮＯ３ ⑤＝ ③×３＋④×２ 　③×３　６ＮＯ　　＋　　３Ｏ２　→　　６ＮＯ２　 ６ＮＯ２ ＋） ④×２　６ＮＯ２　＋　２Ｈ２Ｏ　→　　４ＨＮＯ３　＋　２ＮＯ ６ＮＯ２ 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、（　　　　）ｍｌ ３０ 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】 さきほど使った二股試験管から 硝酸銅水溶液を試験管に移し、 銅片は落ちないように 気をつけて

【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、

　真っ黒くなります。 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

　冷えてから、も一度 　濃硝酸を加えると・・・、

　溶けて、銅イオンが出てきます。

おしまい。 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