Question

【題目】硝酸是一種強(qiáng)氧化性、腐蝕性的強(qiáng)酸，其還原產(chǎn)物因硝酸濃度的不同而有變化，從總體上說(shuō)，硝酸濃度越高，平均每分子硝酸得到的電子數(shù)越少，濃硝酸的還原產(chǎn)物主要為NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物主要為NO。實(shí)驗(yàn)室中，常用Cu與濃HNO3反應(yīng)制取NO2，用Cu與稀HNO3反應(yīng)制取NO。

（1）請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室中用Cu與濃HNO3反應(yīng)制取NO2的化學(xué)方程式：_____________。

（2）該反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是__________，1 mol氧化劑_________(填“得到”或“失去”)_______ mol電子。

（3）48.0 g Cu與適量的濃HNO3反應(yīng)，銅全部作用后，共收集到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量可能是（ ）

A．1.5 mol B．2.0 mol C．2.5 mol D．3.0 mol

（4）實(shí)際上硝酸不僅可被還原為NO2或NO，濃度更稀時(shí)硝酸還可以被還原為N2O、N2、NH4NO3等。請(qǐng)將3種物質(zhì)： FeSO4、Fe(NO3)3和Fe2(SO4)3分別填入下面對(duì)應(yīng)的橫線上，組成一個(gè)未配平的化學(xué)方程式。

HNO3 ＋ ______ ______ ＋ ______ ＋ N2O↑ ＋ H2O

并寫(xiě)出配平后的離子方程式：_________________________。

（5）硝酸的還原產(chǎn)物NO、NO2、N2O等對(duì)環(huán)境均有副作用，為了可持續(xù)發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)提出的一個(gè)新概念——“綠色化學(xué)”，它要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng)，則下列由單質(zhì)銅制取硝酸銅的方法可行且符合“綠色化學(xué)”的是（ ）

A．Cu Cu(NO3)2

B．Cu CuOCu(NO3)2

C．Cu CuOCu(OH)2 Cu(NO3)2

D．CuCuSO4 Cu(NO3)2

Answer 1

【答案】（1）Cu＋4HNO3(濃) ＝ Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；（2）Cu；得到， 1 ；（3）C ；

（4）HNO3＋FeSO4 → Fe(NO3)3＋Fe2(SO4)3＋N2O↑＋H2O 8Fe2＋＋2NO3－＋10H＋ ＝ 8Fe3＋＋N2O↑＋5H2O

（5）B

【解析】

試題分析：（1）Cu與濃HNO3反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，化學(xué)方程式為：Cu＋4HNO3(濃) ＝ Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；（2）該反應(yīng)中銅元素的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，硝酸中氮元素的化合價(jià)由+5價(jià)降為+4，作氧化劑，1 mol氧化劑得到1mol電子；（3）銅和硝酸反應(yīng)，隨著濃度的減少，硝酸的還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低，銅和濃硝酸反應(yīng)生成NO2，而與稀硝酸反應(yīng)時(shí)則生成NO，故生成的氣體有NO2和NO，則n（NO2）+n（NO）=1mol，即被還原的硝酸的物質(zhì)的量為1mol，48.0 g Cu的物質(zhì)的量為0.75mol，則生成n（Cu（NO3）2）=0.75mol，可知表現(xiàn)酸性的硝酸的物質(zhì)的量為0.75mol×2=1.5mol，則：參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為：1mol+1.5mol=2.5mol，選C。（4）所給的物質(zhì)中，HNO3中氮元素化合價(jià)位于最高價(jià)，具有氧化性，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物為N2O，能將還原性的FeSO4氧化為Fe2（SO4）3 、Fe（NO3）3，故發(fā)生的反應(yīng)為HNO3＋FeSO4 → Fe(NO3)3＋Fe2(SO4)3＋N2O↑＋H2O；根據(jù)離子方程式的書(shū)寫(xiě)原則及氧化還原方程式配平原則寫(xiě)出配平后的離子方程式：8Fe2＋＋2NO3－＋10H＋ ＝ 8Fe3＋＋N2O↑＋5H2O ；（5） A、銅與硝酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一氧化氮、二氧化氮等大氣污染物，錯(cuò)誤；B、該途徑符合綠色化學(xué)原理，正確；C、該流程中氧化銅與水不反應(yīng)，不能制得硝酸銅，錯(cuò)誤；D、該途徑中銅與稀硫酸不反應(yīng)，不能制得硫酸銅；銅與濃硫酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生二氧化硫氣體，污染大氣，錯(cuò)誤，選B。