Question

（15分）某化學探究小組擬用廢銅屑制取Cu(NO3)2：，并探究其化學性質(zhì)。

I．如圖，用濃HNO3，和過量的廢銅屑充分反應制硝酸銅溶液。

（1）寫出銅與濃硝酸反應的離子方程式 。

（2）①裝置中NaOH溶液的作用是 。

②欲從反應后的溶液中得到硝酸銅晶體，實驗操作步驟是蒸發(fā)濃縮、 、過濾。

③你認為此裝置是否合理，并說明原因 。

如果不合理，同時在原裝置上改進；如果合理，只需說明原因。

Ⅱ．為了探究的熱穩(wěn)定性，探究小組按下圖裝置進行實驗。（圖中鐵架臺、鐵夾和加熱儀器均略去）

【實驗裝置】

【實驗操作及現(xiàn)象】往試管中放人研細的無水Cu(NO3)2：晶體并加熱，觀察到試管中有紅棕色氣體生成，最終殘留黑色粉末；用U型管除去紅棕色氣體，在集氣瓶中收集到無色氣體。

【解釋與結(jié)論】

（3）①紅棕色氣體是 。

②根據(jù)現(xiàn)象判斷在加熱條件下可以分解，其化學反應方程式為 。

Ⅲ．利用Cu(NO3)2制備淺綠色的堿式碳酸銅[CuCO3·Cu(OH)2]。

向大試管中加入一定量的碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液，水浴加熱，用0.4 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.5，振蕩、靜置、過濾、洗滌、干燥，得到樣品。

【實驗數(shù)據(jù)】反應溫度對樣品的影響

實驗序號	1	2	3	4
溫度／℃	35	50	70	95
樣品顏色	深藍色	深藍色	淺綠色	暗藍色
樣品中堿式碳酸銅 的質(zhì)量分數(shù)／%	90.9	92.7	x	92.0

（4）濾液中可能含有 ，寫出檢驗的方法 。

（5）95℃時，樣品顏色發(fā)暗的原因：____ 。

（6）70C時，實驗得到2.38 g樣品，取此樣品加熱至分解完全（雜質(zhì)不分解），得到1.76 g固體，此樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)是 。

Answer 1

（15分）

I．（1） Cu+4H++2NO3一===Cu2++2NO2+2H20(2分)

（2）①吸收氮氧化物，防止污染空氣（1分，合理即可）

②冷卻結(jié)晶（1分）

③不合理，密閉體系中立即產(chǎn)生大量氣體，會有安全隱患（1分）

（裝置圖如下，1分，合理即給分）或者合理，慢慢擠壓膠頭滴管控制反應速率，使NaOH溶液及時吸收NO2

（2分，合理即給分）

II．（3）①NO2（1分）

②2Cu(N03)22Cu0+4N02↑+02↑ (2分)

III．（4）取少量濾液置于試管中，加入足量稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，說明有C032-（2分，合理即給分）

（5）含有黑色的氧化銅（2分）

（6）93.3%（2分）

【解析】試題分析：I、（1）Cu與濃硝酸反應生成硝酸銅和水、二氧化氮氣體，化學方程式是

Cu+4H++2NO3一===Cu2++2NO2+2H20；

（2）①裝置中NaOH溶液的作用是吸收反應產(chǎn)生的氮的氧化物，防止污染；

②從硝酸銅溶液中得到硝酸銅晶體，需經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作；

③該小題為開放題目，若反應速率過快，則裝置不合理，密閉體系中立即產(chǎn)生大量氣體，會有安全隱患；若合理，則慢慢擠壓膠頭滴管控制反應速率，使NaOH溶液及時吸收NO2；

II、（3）①根據(jù)氣體的顏色判斷紅棕色氣體為NO2;

②根據(jù)硝酸銅分解的現(xiàn)象：有紅棕色氣體生成，最終殘留黑色粉末，用U型管除去紅棕色氣體，在集氣瓶中收集到無色氣體，判斷黑色固體是CuO，無色氣體為氧氣，紅棕色氣體為二氧化氮，所以硝酸銅受熱分解的化學方程式是2Cu(N03)22Cu0+4N02↑+02↑；

III、（4）濾液中可能含有碳酸根離子，證明碳酸根離子的存在，一般選擇鹽酸和澄清石灰水，取少量濾液置于試管中，加入足量稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，說明有C032-；

隨溫度升高，生成的氫氧化銅會分解產(chǎn)生黑色的CuO，顏色變暗；

根據(jù)題意，固體質(zhì)量減少2.38-1.76=0.62g，根據(jù)堿式碳酸銅分解的化學方程式CuCO3·Cu(OH)22CuO+CO2↑+H2O,可知固體每減少44g+18g=62g，則有1mol CuCO3·Cu(OH)2反應，則樣品中CuCO3·Cu(OH)2的物質(zhì)的量是0.62g/62g×1mol=0.01mol，則此樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)是0.01mol×222g/mol/2.38g×100%=93.3%。

考點：考查Cu與硝酸的反應，對反應現(xiàn)象的分析，質(zhì)量分數(shù)的計算

考點分析： 考點1：物質(zhì)的制備 考點2：鐵及其化合物 考點3：銅及其化合物 考點4：氮族元素 試題屬性

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