Question

【题目】Cu(NO3)2是重要的化工原料。回答下列工业生产和化学实验中的几个问题。

实验室欲制备0.3 mol Cu(NO3)2晶体，甲、乙两同学分别设计实验方案如下：

①绿色化学的角度分析，_________同学的方案更合理，此同学可节约2mol/L的稀硝酸_________mL；

②甲方案的离子方程式为___________；

③乙同学实验时通入O2的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O2的速率，宜选择__________方案（填字母序号）。

④B装置如何检查气密性：_________________。

（2）某校化学兴趣小组的同学对硝酸铜的受热分解进行探究。他们设计了如下左图装置加热Cu(NO3)2固体（加热及夹持装置未画出）。加热过程发现：装置①中的固体逐渐变为黑色；装置②中有气泡产生，但在上升的过程中消失；石蕊试液逐渐变为红色，液体几乎不被压至装置③中。请写出Cu(NO3)2受热分解的化学方程式：______________；

（3）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见上右图。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_______________。

Answer 1

【答案】 乙 100 3Cu+8H++2NO3－＝3Cu2++2NO↑+4H2O B 关闭K1，打开分液漏斗的活塞，注入水，观察漏斗内水柱下降后在一定高度保持不变，说明气密性良好 2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑ NO2+NO3――e－=N2O5

【解析】（1）①评价实验方案要从反应的可操作性，生成物的性质，环保节能等方面分析，甲同学用Cu和稀HNO3反应制备Cu(NO3)2的方法，制备0.3molCu(NO3)2晶体，消耗硝酸0.8mol，乙同学用Cu与氧气反应生成氧化铜，氧化铜再与稀硝酸反应，制备0.3molCu(NO3)2晶体，消耗硝酸0.6mol，所以乙同学节约2mol/L的稀硝酸的体积为(0.80.6)L/2=100mL；②铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3－＝3Cu2++2NO↑+4H2O；③实验时通入O2的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O2的速率，分析装置可知，利用分液漏斗控制加入过氧化氢的量能达到要求，装置B中生成的氧气通过浓硫酸可以干燥氧气，同时观察气体气泡冒出的速率控制生成氧气的速率，所以选择B装置；④根据装置构造可知检查B装置气密性的方法是关闭K1，打开分液漏斗的活塞，注入水，观察漏斗内水柱下降后在一定高度保持不变，说明气密性良好；（2）加热的是Cu(NO3)2，加热过程发现：装置②中也有气泡产生，但在上升的过程中消失，石蕊试液逐渐变为红色，液体几乎不被压至装置③中，说明二氧化氮、氧气恰好与水反应生成硝酸，装置①中的固体逐渐变为黑色，说明生成氧化铜，则方程式为：2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑；（3）该原电池中通入二氧化氮的电极是负极、通入氧气的电极是正极，所以I是负极、II是正极，负极上生成氧化物，应该是二氧化氮失电子和硝酸根离子反应生成五氧化二氮，电极反应式为NO2+NO3――e－=N2O5。