Question

（2009?兗州市模擬）鹽酸、硫酸和硝酸是中學階段常見的“三大酸”．請就“三大酸”與金屬銅的反應情況，回答下列問題：
（1）①在100mL 18mol/L的濃硫酸中加入過量的銅片，加熱使之充分反應，產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積可能是

D

A．40.32L    B．30.24L    C．20.16L    D．6.72L
②有同學提出，若使上述反應①中剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鈉，請判斷該方案是否可行？

可行

若不可行，請說明原因．若可行，請寫出反應的離子方程式

3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

．
（2）若將過量銅粉與一定量濃硝酸反應，當反應完全停止時，共收集到的氣體1.12L（標準狀況），則該氣體的成分是

NO₂、NO

．則反應中所消耗的硝酸的物質的量可能為

B

A．0.1mol    B．0.15mol    C．0.2mol    D．0.25mol
（3）①甲同學向浸泡銅片的稀鹽酸中加入H₂O₂后，銅片溶解，并且該反應的產(chǎn)物只有氯化銅和水．則在該反應中，H₂O₂的作用是

氧化

劑，該反應的化學方程式為

Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O

．
②乙同學提出，設計一個常見的實驗裝置，在一定條件下，不需再外加化學試劑，就能將銅溶解在鹽酸中．請寫出該反應的化學方程式：

Cu+2HCl

電解  .

CuCl₂+H₂↑

，畫出相應的裝置圖并指明電極材料

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)銅只能和濃硫酸反應和稀硫酸不反應的性質判斷；
②根據(jù)在酸性條件下，NO₃^-具有強氧化性，能與Cu發(fā)生氧化還原反應的性質分析；
（2）過量銅粉與一定量濃硝酸反應，反應開始是生成NO₂，發(fā)生：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；隨著反應的進行，硝酸濃度降低，稀硝酸與銅反應生成NO，
發(fā)生：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（3）①鹽酸不能與金屬銅反應，但可以與氧化銅反應，所以雙氧水的作用是將金屬銅氧化為CuO，然后氧化銅溶于鹽酸；
②設計電解池，令金屬銅作陽極，鹽酸為電解質溶液，發(fā)生反應為：Cu+2HCl

電解  .

CuCl₂+H₂↑．

解答：解：（1）①銅只能和濃硫酸反應和稀硫酸不反應，Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+H₂O，濃硫酸的物質的量為0.1L×18mol/L=1.8mol，如被還原的硫酸是0.9mol，
則生成n（SO₂）=0.9mol，V（SO₂）=0.9mol×22.4L/mol=20.16L，但隨著銅和濃硫酸的反應的進行，酸的濃度越來越小，不再產(chǎn)生二氧化硫，則生成二氧化硫的體積小于20.16L，
只有D符合，故答案為D；
②若使剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鹽，溶液中有H⁺，再加入硝酸鹽引入NO₃^-，在酸性條件下，NO₃^-具有強氧化性，能與Cu發(fā)生氧化還原反應，
反應為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：可行；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）過量銅粉與一定量濃硝酸反應，反應開始是生成NO₂，發(fā)生：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；隨著反應的進行，硝酸濃度降低，稀硝酸與銅反應生成NO，
發(fā)生：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
氣體的物質的量為

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，
當生成氣體全部為NO₂時，消耗的硝酸的物質的量為0.05mol×2=0.10mol，
當生成氣體全部為NO時，消耗的硝酸的物質的量為0.05mol×4=0.20mol，所以消耗的硝酸的物質的量介于0.10mol和0.20mol之間，只有B符合，
故答案為：NO₂、NO；B；
（3）①鹽酸不能與金屬銅反應，但可以與氧化銅反應，所以雙氧水的作用是將金屬銅氧化為CuO，然后氧化銅溶于鹽酸，反應的方程式為Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O，
故答案為：氧化；Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O；
②若要設計實驗，使金屬銅溶于鹽酸，可設計原電池，令金屬銅作負極，發(fā)生吸氧腐蝕，但這一過程比較緩慢，也可以設計電解池，令金屬銅作陽極，鹽酸為電解質溶液，
發(fā)生反應為：Cu+2HCl

電解  .

CuCl₂+H₂↑，從而得出實驗圖，
故答案為：Cu+2HCl

電解  .

CuCl₂+H₂↑；．

點評：本題考查硝酸和硫酸的性質，題目難度中等，本題注意易忽視的幾個問題①銅只能和濃硫酸反應；②在酸性條件下，NO₃^-具有強氧化性③過量銅粉與一定量濃硝酸反應，反應開始是生成NO₂，稀硝酸與銅反應生成NO，④設計電解池，令金屬銅作陽極，鹽酸為電解質溶液．