题目内容

实验室用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：
①铜与浓硝酸反应；
②铜与稀硝酸反应；
③铜与氧气反应生成CuO，CuO再与稀硝酸反应．
从消耗原料和是否污染环境的角度，下列有关叙述不正确的是（　　）
分析：制取硝酸铜有关反应为：①Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；②3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；③2Cu+O2
  △  
.
 
2CuO，CuO+2HNO3（稀）=Cu（NO3）2+H2O
从以上三组反应可以看出：生成相同质量的Cu（NO3）2，消耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量（或物质的量）不相同，途径①消耗HNO3最多，途径②次之，途径③消耗HNO3最少，通过比较可以看出，生产Cu（NO3）2，途径③效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO3的利用率，据此即可解答．
解答：解：方案中节约原料，则反应需步骤简单，消耗原料较少，为防止污染环境，应尽量少产生或不产生污染性气体．
①铜与浓硝酸反应Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，制备1molCu（NO3）2，需要2molHNO3，生成的2molNO2气体有毒，是污染性的气体；
②铜与稀硝酸反应，3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，制备1molCu（NO3）2，需要
8
3
molHNO3，生成
2
3
mol有毒的NO气体；
③铜与氧气反应生成CuO，2Cu+O2
  △  
.
 
2CuO，氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜和水，制备1molCu（NO3）2，需要2molHNO3，且没有生成污染性气体；
A．制取相同质量的硝酸铜，制备1molCu（NO3）2，生成相同质量的Cu（NO3）2，①需要1molCu，②需要1molCu，③需要1molCu，所以所消耗的铜的质量相等，故A正确；
B．制备1molCu（NO3）2，生成相同质量的Cu（NO3）2，①需要2molHNO3，②需要
8
3
molHNO3，③需要2molHNO3，途径①消耗HNO3最多，途径②次之，途径③消耗HNO3最少，故B正确；
C．制备1molCu（NO3）2，生成相同质量的Cu（NO3）2，①生成的2molNO2污染性的气体，②生成
2
3
mol有毒的NO气体，③没有生成污染性气体，故C正确；
D．由方程式通过比较可以看出，生成相同质量的Cu（NO3）2，铜与浓硝酸反应速率最快，但消耗的硝酸最多，且造成较大污染，途径③效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO3的利用率，故D错误；
故选D．
点评：本题考查硝酸铜的制备方案的评价，注意根据相关反应的化学方程式结合环保进行分析是解答的关键，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
实验室可以通过以下三条途径按不同要求制取氮气：
①加热NaNO2（一种致癌物质，有毒）与NH4Cl的混合物浓溶液制取N2；
②将空气通过灼热的活性铜粉制得较纯净的N2；
③加热条件下用NH3还原CuO得纯净的N2和活性铜粉．
如图所示，给出了按上述途径制取N2可供选择的几种实验装置：

请回答下列问题：
（1）按途径①制取N2时，应选用上述装置中的
F
F
（填装置代码）做发生装置．
（2）若只需较纯净的N2，有同学建议把②和③两条途径协同使用，这样做的好处是
铜和氧化铜可循环使用，节省试剂（或避免使用有毒物质而造成污染）
铜和氧化铜可循环使用，节省试剂（或避免使用有毒物质而造成污染）
．
（3）按途径③制取N2时，若气流从左到右的顺序所需的上述装置是：A→C→B→D．在A装置中所需要的试剂是
浓氨水
浓氨水
和
生石灰
生石灰
．（写试剂名称）
①甲同学：为通过实验现象验证C处有水产生，必须在C装置前后都连接E装置，其中填充的固体药品按前后顺序分别为
碱石灰（或无水氯化钙）
碱石灰（或无水氯化钙）
、
无水硫酸铜
无水硫酸铜
．（写试剂名称）
②乙同学：实验过程中，发现黑色固体完全变红，质疑此时红色固体可能含Cu2O．通过查阅资料知：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O．依据信息，请设计实验证明C处的红色固体中是否含有Cu2O：
取样加入稀硫酸后溶液呈蓝色，即证明含Cu2O
取样加入稀硫酸后溶液呈蓝色，即证明含Cu2O

③丙同学：实验时充分加热，至C装置硬质玻管质量不再减轻为止．实验完毕后，若实验测得收集的N2体积为aL（已折算为标准状况），硬质玻管质量减轻了bg．则氨分子中氮、氢的原子个数比为（用含a、b的字母的代数式表示）
16a
22.4b
16a
22.4b
（此空记3分）．
（4）目前工业上用氮气和氢气直接合成氨，氨经一系列反应可制得硝酸．在以上各步反应中，按要求完成化学反应方程式：
①氮元素只发生还原反应
N2+3H2
高温高压
催化剂
2NH3
N2+3H2
高温高压
催化剂
2NH3
、
②氮元素既发生氧化反应又发生还原反应：
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3NO2+H2O=2HNO3+NO
．

实验室可以通过以下三条途径按不同要求制取氮气：
①加热NaNO2（一种致癌物质，有毒）与NH4Cl的混合物浓溶液制取N2；
②将空气通过灼热的活性铜粉制得较纯净的N2；
③加热条件下用NH3还原CuO得纯净的N2和活性铜粉．
如图所示，给出了按上述途径制取N2可供选择的几种实验装置：

请回答下列问题：
（1）按途径①制取N2时，应选用上述装置中的______（填装置代码）做发生装置．
（2）若只需较纯净的N2，有同学建议把②和③两条途径协同使用，这样做的好处是______．
（3）按途径③制取N2时，若气流从左到右的顺序所需的上述装置是：A→C→B→D．在A装置中所需要的试剂是______和______．（写试剂名称）
①甲同学：为通过实验现象验证C处有水产生，必须在C装置前后都连接E装置，其中填充的固体药品按前后顺序分别为______、______．（写试剂名称）
②乙同学：实验过程中，发现黑色固体完全变红，质疑此时红色固体可能含Cu2O．通过查阅资料知：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O．依据信息，请设计实验证明C处的红色固体中是否含有Cu2O：______
③丙同学：实验时充分加热，至C装置硬质玻管质量不再减轻为止．实验完毕后，若实验测得收集的N2体积为aL（已折算为标准状况），硬质玻管质量减轻了bg．则氨分子中氮、氢的原子个数比为（用含a、b的字母的代数式表示）______（此空记3分）．
（4）目前工业上用氮气和氢气直接合成氨，氨经一系列反应可制得硝酸．在以上各步反应中，按要求完成化学反应方程式：
①氮元素只发生还原反应______、
②氮元素既发生氧化反应又发生还原反应：______．
实验室可以通过以下三条途径按不同要求制取氮气：
①加热NaNO2（一种致癌物质，有毒）与NH4Cl的混合物浓溶液制取N2；
②将空气通过灼热的活性铜粉制得较纯净的N2；
③加热条件下用NH3还原CuO得纯净的N2和活性铜粉．
如图所示，给出了按上述途径制取N2可供选择的几种实验装置：

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请回答下列问题：
（1）按途径①制取N2时，应选用上述装置中的______（填装置代码）做发生装置．
（2）若只需较纯净的N2，有同学建议把②和③两条途径协同使用，这样做的好处是______．
（3）按途径③制取N2时，若气流从左到右的顺序所需的上述装置是：A→C→B→D．在A装置中所需要的试剂是______和______．（写试剂名称）
①甲同学：为通过实验现象验证C处有水产生，必须在C装置前后都连接E装置，其中填充的固体药品按前后顺序分别为______、______．（写试剂名称）
②乙同学：实验过程中，发现黑色固体完全变红，质疑此时红色固体可能含Cu2O．通过查阅资料知：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O．依据信息，请设计实验证明C处的红色固体中是否含有Cu2O：______
③丙同学：实验时充分加热，至C装置硬质玻管质量不再减轻为止．实验完毕后，若实验测得收集的N2体积为aL（已折算为标准状况），硬质玻管质量减轻了bg．则氨分子中氮、氢的原子个数比为（用含a、b的字母的代数式表示）______（此空记3分）．
（4）目前工业上用氮气和氢气直接合成氨，氨经一系列反应可制得硝酸．在以上各步反应中，按要求完成化学反应方程式：
①氮元素只发生还原反应______、
②氮元素既发生氧化反应又发生还原反应：______．
实验室可以通过以下三条途径按不同要求制取氮气：
①加热NaNO2（一种致癌物质，有毒）与NH4Cl的混合物浓溶液制取N2；
②将空气通过灼热的活性铜粉制得较纯净的N2；
③加热条件下用NH3还原CuO得纯净的N2和活性铜粉．
如图所示，给出了按上述途径制取N2可供选择的几种实验装置：

请回答下列问题：
（1）按途径①制取N2时，应选用上述装置中的______（填装置代码）做发生装置．
（2）若只需较纯净的N2，有同学建议把②和③两条途径协同使用，这样做的好处是______．
（3）按途径③制取N2时，若气流从左到右的顺序所需的上述装置是：A→C→B→D．在A装置中所需要的试剂是______和______．（写试剂名称）
①甲同学：为通过实验现象验证C处有水产生，必须在C装置前后都连接E装置，其中填充的固体药品按前后顺序分别为______、______．（写试剂名称）
②乙同学：实验过程中，发现黑色固体完全变红，质疑此时红色固体可能含Cu2O．通过查阅资料知：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O．依据信息，请设计实验证明C处的红色固体中是否含有Cu2O：______
③丙同学：实验时充分加热，至C装置硬质玻管质量不再减轻为止．实验完毕后，若实验测得收集的N2体积为aL（已折算为标准状况），硬质玻管质量减轻了bg．则氨分子中氮、氢的原子个数比为（用含a、b的字母的代数式表示）______（此空记3分）．
（4）目前工业上用氮气和氢气直接合成氨，氨经一系列反应可制得硝酸．在以上各步反应中，按要求完成化学反应方程式：
①氮元素只发生还原反应______

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