Question

【題目】硝酸銅是制備系催化劑的重要原料，某興趣小組對它開展了以下研究．

硝酸銅的制備研究

該小組同學查閱資料發現有三種設計方案可供選用：

與稀硝酸反應制取：

與濃硝酸反應制取：

通氧氣于銅屑與稀硝酸的體系中制取：

甲同學認為三種方案的反應都可以在鐵制容器中進行，乙同學認為______填“可行”“不可行”，理由是用一個化學方程式表示______從環境保護和經濟效益角度考慮，制取大量的硝酸銅最宜采用以上方法______，理由是_________．

硝酸銅的性質研究

硝酸銅為藍色固體，溶于水可得藍色溶液該小組同學用如圖裝置加熱硝酸銅，發現固體由藍色逐漸變黑，同時產生紅棕色有刺激性氣味的氣體，帶火星的木條復燃．

【提出問題】硝酸銅在加熱條件下到底發生了怎樣的反應？

【查閱資料】

氧化銅和稀硫酸反應的化學方程式：

含氮化合物中，只有是紅棕色、有刺激性氣味的氣體．

有助燃性，能使帶火星的木條復燃

【猜想假設】

受熱分解除了生成______，還可能生成了CuO和．

【進行實驗】

實驗操作	實驗現象	實驗結論
步驟I：將反應后試管中的固體加水充分溶解，過濾， ______ ，加熱	固體全部溶解，得到藍色溶液	硝酸銅分解生成了氧化銅．
步驟II：在如圖的試管和集氣瓶之間連上此圖所示的裝置，重新進行加熱硝酸銅的實驗	集氣瓶中氣體為無色，______	硝酸銅分解生成了氧氣

步驟II是同學們查閱了新的資料后設計完成的該資料是關于______方面的性質信息．

【獲得結論】根據實驗結果，受熱分解的化學方程式為______．

該小組同學取10g的硝酸銅加熱一段時間后，測得剩余固體的質量為，則硝酸銅的分解率為______？分解率為已分解的硝酸銅占原硝酸銅的質量分數，寫出計算過程

【反思與評價】

已知相同狀況下，氣體的體積比等于其分子個數比據此，同學們認為，即使沒有資料，依據實驗結論和“加熱硝酸銅產生的氣體能使帶火星的木條復燃”的實驗現象，也能推出可能具有助燃性理由是______．

Answer 1

【答案】 不可行 ③ ；中反應過程沒有有毒氣體生成，不污染環境，硝酸利用率高 向濾渣中加入足量稀硫酸 帶火星的木條復燃 沸點 硝酸銅分解生成的氣體中與的體積比為4：所占的體積分數與空氣中的體積分數相同，分解生成氣體能使帶火星木條復燃而空氣不能，說明有助燃性

【解析】 三種方案的反應都不可以在鐵制容器中進行，理由是鐵的活動性比銅強，故 ；從環境保護和經濟效益角度考慮，制取大量的硝酸銅最宜采用的方法，理由是：①②產生污染空氣的有害氣體；③反應過程中無有毒氣體生成，不污染環境，硝酸利用率高；【猜想假設】加熱硝酸銅，發現固體由藍色逐漸變黑，同時產生紅棕色、有刺激性氣味的氣體，帶火星的木條復燃，說明生成了氧化銅（黑色固體）、氧氣（助燃性氣體，使帶火星的木條復燃），還有（紅棕色氣體）；【進行實驗】因為氧化銅難溶于水，可以通過溶解，過濾，洗滌的方式與可溶性物質進行分離。而后加熱稀硫酸，稀硫酸與氧化銅反應生成硫酸銅，得到藍色溶液；NO2氣體易液化，通過含冰制冷劑能將其液化；從而與其他氣體分離，剩余的氣體仍可以使帶火星木條復燃，說明Cu（NO3）2受熱分解還生成了氧氣；【獲得結論】根據實驗結果，受熱分解的化學方程式為 ；設反應的硝酸銅的質量為x

2Cu（NO3）2 2CuO + 4NO2↑+O2↑　固體減重

376　　　　　　 160　　　　　　　 　216

X　　　　　　　　　　　　　　 10g﹣4.6g

376/x=216/（10g﹣4.6g）

X=9.2g　　　　

則硝酸銅的分解率為：9.2g÷10g×100%=92%

【反思與評價】通過化學反應，硝酸銅分解生成的氣體中NO2與O2的體積比為4：1，O2所占的體積分數與空氣中O2的體積分數相同，分解生成氣體能使帶火星木條復燃而空氣不能，說明NO2有助燃性。