Question

鹽酸、硫酸和硝酸是中學(xué)階段常見的“三大酸”．請就“三大酸”與金屬銅反應(yīng)的情況，回答下列問題：
（1）我們知道，稀鹽酸與銅不反應(yīng)，但向稀鹽酸中加入H₂O₂后，則可使銅溶解．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；

方案	反應(yīng)物
甲	Cu、濃HNO3
乙	Cu、稀HNO3
丙	Cu、O2、稀HNO3

（2）在一定體積的18mol?L^-1的濃硫酸中加入過量的銅片，加熱使之反應(yīng)，被還原的硫酸是0.9mol，則該硫酸的實際體積

 

（填大于、等于或小于）100mL．有同學(xué)提出：若使剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鹽，可行嗎？

 

（填“可行”或“不可行”）；
（3）上表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是

 

，理由是

 

；
（4）將等質(zhì)量的銅片分別與等體積、過量的濃硝酸和稀硝酸反應(yīng)，所得到的溶液前者呈綠色，后者呈藍(lán)色，某同學(xué)提出可能是Cu²⁺濃度不同引起的，你是否同意這種看法？

 

，并說明原因

 

；
另一同學(xué)提出溶液呈“綠色”是溶液中Cu²⁺與NO₂共存的結(jié)果，請你設(shè)計實驗探究此說法正確與否，請簡述實驗方案、實驗現(xiàn)象及由此得出的結(jié)論：

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算,硝酸的化學(xué)性質(zhì),銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：計算題,元素及其化合物

分析：（1）過氧化氫具有強(qiáng)氧化性，在酸性環(huán)境下能將金屬銅氧化，Cu與稀鹽酸、H₂O₂反應(yīng)生成氯化銅與水；
（2）根據(jù)被還原的硫酸計算參加反應(yīng)的硫酸物質(zhì)的量，水反應(yīng)進(jìn)行，濃硫酸變?yōu)橄×蛩�，銅只能和濃硫酸反應(yīng)而和稀硫酸不反應(yīng)；
硫酸有剩余，在酸性條件下，NO₃^-具有強(qiáng)氧化性，能與Cu發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（3）根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物對空氣是否造成污染分析解答；
（4）等質(zhì)量的銅片分別與等體積、過量的濃硝酸和過量的稀硝酸反應(yīng)時銅全部轉(zhuǎn)化為離子；可以向呈現(xiàn)藍(lán)色的硝酸銅中加二氧化氮看是否變綠來證明結(jié)論．

解答： 解：（1）雙氧水具有氧化性，在酸性環(huán)境下能將金屬銅氧化，Cu與稀鹽酸、H₂O₂反應(yīng)生成氯化銅與水，方程式為：Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O；
（2）由Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+H₂O，當(dāng)被還原的硫酸是0.9mol，反應(yīng)的濃硫酸的物質(zhì)的量為1.8mol，需要濃硫酸的體積為

1.8mol

18mol/L

=0.1L=100mL，隨著銅和濃硫酸的反應(yīng)的進(jìn)行，酸的濃度越來越小，銅只能和濃硫酸反應(yīng)和稀硫酸不反應(yīng)，不再產(chǎn)生二氧化硫，則消耗18mol?L^-1的濃硫酸的實際體積要大于100mL；
反應(yīng)后硫酸剩余，溶液中有H⁺，再加入硝酸鹽引入NO₃^-，在酸性條件下，NO₃^-具有強(qiáng)氧化性，能與Cu發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Cu能繼續(xù)溶解，
故答案為：大于；可行；
（3）甲方案有二氧化氮生成，乙方案有NO生成，二者都會污染空氣，丙方案中生成硝酸銅與水，沒有污染空氣的氣體生成，故丙方案體現(xiàn)綠色化學(xué)理念，
故答案為：丙；甲方案有二氧化氮生成，乙方案有NO生成，二者都會污染空氣，丙方案中生成硝酸銅與水，沒有污染空氣的氣體生成；
（4）將等質(zhì)量的銅片分別與等體積、過量的濃硝酸和過量的稀硝酸反應(yīng)后，所得溶液中Cu²⁺的濃度基本相等，顏色基本相同，不可能是Cu²⁺濃度差異引起的；
若溶液呈“綠色”是溶液中Cu²⁺與NO²共存的結(jié)果，可以向藍(lán)色溶液中通入一定量的NO₂來檢驗，根據(jù)顏色是否發(fā)生變化進(jìn)行判斷，
故答案為：不同意；等質(zhì)量的銅片與等體積、過量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，所得溶液中Cu²⁺的濃度基本相等；將一定量的NO₂通入銅片與稀硝酸反應(yīng)后的溶液中，若溶液呈綠色，則該同學(xué)的結(jié)論正確，反之，不正確．

點評：本題考查濃硫酸、硝酸性質(zhì)以及實驗方案的評價與設(shè)計，題目難度中等，側(cè)重考查學(xué)生對知識的遷移運用能力，注意根據(jù)題目信息進(jìn)行實驗方案設(shè)計．