题目内容
以铜、硝酸、硝酸银、水、空气等为原料，可用多种方法制取Cu(NO3)2。(1)试设计四种制取Cu(NO3)2的途径(用化学方程式表示)。
(2)从“绿色化学”角度(环境保护和经济效益)考虑，大量制取Cu(NO3)2最宜采用上述哪种方法?说明原因。
解析：这是一道开放型的实验设计题目，答案是多样化的。从给出的原料和目标产物Cu(NO3)2来看，基本的思路如下：
①直接用Cu跟HNO3反应，则有：
Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8 HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
②利用Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag
③2Cu+O2====2CuO，CuO+2HNO3====Cu(NO3)2+H2O
至此，问题(1)完成。
问题(2)实际上是要求从环境保护和经济效益两个角度对上述四种制取Cu(NO3)2的方法进行评价。很显然，用Cu和HNO3直接反应的方法既污染环境(生成NO或NO2)，又浪费原料(HNO3的理论利用率分别只有50％和75％)，故不符合要求。用Cu和AgNO3，反应方法虽然简单，但是成本太高(AgNO3是一种昂贵的试剂)，也不符合题目要求。只有最后一种方法既不造成污染(两种基本原料为Cu和HNO3)，又不会有损失，符合“绿色化学”的设计思想。
答案：(1)方法一：Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
方法二：3Cu+8 HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
方法三：Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag
方法四：2Cu+O2====2CuO，CuO+2HNO3====Cu(NO3)2+H2O
(2)大量制取Cu(NO3)2应该采用方法四，其原因是方法一和方法二会产生大量污染性气体NO或NO2，且HNO3的利用率达不到100％；方法三中AgNO3价格很高，使生产成本昂贵；方法四中从理论上分析，不会造成明显的环境污染，而且Cu和HNO3的利用率均可达100％。
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