Question

17．硫酸和硝酸都是重要的化工原料，也是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里必備的重要試劑．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）根據(jù)下列化學(xué)反應(yīng)和事實(shí)，說(shuō)明利用了濃硫酸的什么性質(zhì)，填在各小題的橫線上（選用合適的字母填空）．
A．高沸點(diǎn)、低揮發(fā)性　B．酸性（或強(qiáng)酸性）  C．吸水性　D．脫水性　E．強(qiáng)氧化性
①濃硫酸干燥H₂、O₂、Cl₂、HCl和SO₂等氣體C．
②膽礬放在盛濃硫酸的干燥器中變成白色粉末C．
③用蘸有濃硫酸的玻璃棒在白紙上能寫出黑色的字D．
④銅片與濃硫酸加熱條件下反應(yīng)BE．
（2）硝酸銅是制備Cu-Zn-Al系催化劑的重要原料，工業(yè)上用洗凈的廢銅屑作原料來(lái)制備硝酸銅．下列制備方法從減少有害氣體排放角度考慮最合適的是C（選用合適的字母填空）．
濃硝酸
A．Cu$\stackrel{稀硝酸}{→}$Cu（NO₃）₂    B．Cu $\stackrel{稀硝酸}{→}$ Cu（NO₃）₂  C．Cu$→_{△}^{空氣}$CuO$\stackrel{稀硝酸}{→}$Cu（NO₃）₂
用以上三種制備方法分別制備37.6t硝酸銅，若硝酸都是足量的，則以上三種制備方法中消耗硝酸溶質(zhì)物質(zhì)的量最多的是B（選用合適的字母填空）；以上三種制備方法中消耗硝酸溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是C（選用合適的字母填空）．

Answer 1

分析 （1）①濃硫酸具有吸水性，可用作干燥劑；
②濃硫酸使藍(lán)色膽礬晶體（CuSO₄•5H₂O）變白色體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性；
③濃硫酸具有脫水性使試紙變黑；
④濃硫酸和銅在加熱條件下反應(yīng)，體現(xiàn)濃硫酸的酸性和強(qiáng)氧化性；
（2）制取硝酸銅有關(guān)反應(yīng)為：①Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；②3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；③2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+2HNO₃（�。�=Cu（NO₃）₂+H₂O從以上三組反應(yīng)可以看出：生成相同質(zhì)量的Cu（NO₃）₂，消耗相同質(zhì)量的銅，但消耗硝酸的質(zhì)量（或物質(zhì)的量）不相同，途徑①消耗HNO₃最多，途徑②次之，途徑③消耗HNO₃最少，通過(guò)比較可以看出，生產(chǎn)Cu（NO₃）₂，途徑③效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO₃的利用率，據(jù)此即可解答．
A．稀硝酸與銅反應(yīng)生成污染性氣體NO；
B．濃硝酸與銅反應(yīng)生成污染性氣體NO₂；
C．銅與氧氣反應(yīng)生成CuO，與硝酸反應(yīng)消耗硝酸最少，且沒(méi)有生成污染性氣體；

解答 解：（1）①濃硫酸干燥H₂、O₂、Cl₂等氣體，利用了濃硫酸的吸水性，
故答案為：C；
②膽礬放在盛濃硫酸的干燥器中變成白色粉末，利用濃硫酸的吸水性，
故答案為：C；
③變黑是把氫元素原子和氧元素原子按照2：1脫去剩余碳，利用了濃硫酸具有脫水性，
故答案為：D；
④熱的濃硫酸與銅片反應(yīng)說(shuō)詞硫酸銅、二氧化硫和水，利用了濃硫酸的酸性和強(qiáng)氧化性，
故答案為：BE；
（2）A．3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，NO有毒會(huì)污染環(huán)境，所以不符合條件，故A不選；
B．Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，二氧化氮有毒而污染環(huán)境，所以不符合條件，故B不選；
C.2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+2HNO₃=Cu（NO₃）₂+H₂O，該反應(yīng)中沒(méi)有有毒氣體生成，且能節(jié)約硝酸，所以符合條件，故C選，
方案中節(jié)約原料，則反應(yīng)需步驟簡(jiǎn)單，消耗原料較少，為防止污染環(huán)境，應(yīng)盡量少產(chǎn)生或不產(chǎn)生污染性氣體．
①銅與稀硝酸反應(yīng)，3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，制備1molCu（NO₃）₂，需要$\frac{8}{3}$molHNO₃，生成$\frac{2}{3}$mol有毒的NO氣體；
②銅與濃硝酸反應(yīng)Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，制備1molCu（NO₃）₂，需要4molHNO₃，生成的2molNO₂氣體有毒，是污染性的氣體；
③銅與氧氣反應(yīng)生成CuO，2Cu+O₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，氧化銅和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和水，制備1molCu（NO₃）₂，需要2molHNO₃，且沒(méi)有生成污染性氣體；
則以上三種制備方法中消耗硝酸溶質(zhì)物質(zhì)的量最多的是B，以上三種制備方法中消耗硝酸溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是C，
故答案為：C；B；C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了濃硫酸性質(zhì)的分析判斷，主要是物質(zhì)性質(zhì)的分析應(yīng)用，現(xiàn)象實(shí)質(zhì)的理解，題目較簡(jiǎn)單．本題以硝酸銅制備考查實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)，為高頻考點(diǎn)，明確反應(yīng)條件、反應(yīng)物的量、反應(yīng)生成物的性質(zhì)即可解答，要注意結(jié)合節(jié)約、環(huán)保理念分析解答，題目難度不大．