Question

7．硝酸铜为蓝色固体，水溶液为蓝色，某小组用图1装置加热硝酸铜，观察到固体由蓝色逐渐变黑，产生红棕色气体，带火星的木条复燃．
【问题】加热硝酸铜生成的固体和气体是什么？
【资料】
①CuO和稀硫酸反应：CuO+H₂SO₄$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CuSO₄+H₂O
②含氮氧化物中，只有NO₂是红棕色气体．
【猜想】对Cu（NO₃）₂受热分解的产物有如下猜想：
猜想1：CuO、N₂、O₂ 猜想2：CuO、NO₂ 猜想3：CuO、NO₂、O₂
【分析】小组同学经讨论，认为：
①猜想1不成立，理由是氮气、氧气都是无色气体．
②猜想2不成立，理由是不符合质量守恒定律．
【实验】实验1：取加热后的固体加水无现象，说明Cu（NO₃）₂是（选填“是”或“否”）分解完全．
实验2：另取加热后的固体，加入适量的稀H₂SO₄；观察到黑色固体溶解，溶液由无色变成蓝色现象，说明生成了CuO．
实验3：在图1装置的试管和集气瓶之间连接图2装置，重新实验，观察到U型管内有深红棕色液体，集气瓶中气体变为无色，带火星木条仍复燃，则：
①Cu（NO₃）₂分解生成了O₂
②NO₂具有低温下能反应生成液态或固态物质的物理性质．
【结论】猜想3正确，Cu（NO₃）₂受热分解的化学方程式为2Cu（NO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO₂↑+O₂↑．
【反思】
已知相同状况下，气体的分子个数比等于其体积比，有同学根据【结论】和图1中“带火星的木条复燃”的实验现象，推出NO₂也具有助燃性，理由是硝酸铜分解生成的气体中NO₂与O₂的体积比为4：1，O₂所占的体积分数与空气中O₂的体积分数相同，分解生成气体能使带火星木条复燃而空气不能，说明NO₂有助燃性．

Answer 1

分析 【分析】根据固体由蓝色逐渐变黑，产生红棕色气体，带火星的木条复燃，以及质量守恒定律进行分析；
【实验】根据硝酸铜溶于水，溶液显蓝色，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水进行分析；
根据NO₂气体易液化，通过含冰制冷剂能将其液化进行分析；
【结论】根据硝酸铜在加热的条件下生成氧化铜、二氧化氮和氧气进行分析；
【反思】根据通过化学反应，硝酸铜分解生成的气体中NO₂与O₂的体积比为4：1，O₂所占的体积分数与空气中O₂的体积分数相同，分解生成气体能使带火星木条复燃而空气不能，说明NO₂有助燃性进行分析．

解答 解：【分析】固体由蓝色逐渐变黑，产生红棕色气体，带火星的木条复燃，化学反应前后，原子个数不变，所以
①猜想1不成立，理由是：氮气、氧气都是无色气体；
②猜想2不成立，理由是：不符合质量守恒定律；
【实验】硝酸铜溶于水，溶液显蓝色，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，所以
实验1：取加热后的固体加水无现象，说明Cu（NO₃）₂是分解完全．
实验2：另取加热后的固体，加入适量的稀H₂SO₄；观察到黑色固体溶解，溶液由无色变成蓝色现象，说明生成了CuO；
NO₂气体易液化，通过含冰制冷剂能将其液化，所以NO₂具有低温下能反应生成液态或固态物质的物理性质；
【结论】硝酸铜在加热的条件下生成氧化铜、二氧化氮和氧气，化学方程式为：2Cu（NO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO₂↑+O₂↑；
【反思】根据【结论】和图1中“带火星的木条复燃”的实验现象，推出NO₂也具有助燃性，理由是：通过化学反应，硝酸铜分解生成的气体中NO₂与O₂的体积比为4：1，O₂所占的体积分数与空气中O₂的体积分数相同，分解生成气体能使带火星木条复燃而空气不能，说明NO₂有助燃性．
故答案为：【分析】①氮气、氧气都是无色气体；
②不符合质量守恒定律；
【实验】实验1：是；
实验2：黑色固体溶解，溶液由无色变成蓝色；
低温下能反应生成液态或固态物质；
【结论】2Cu（NO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO₂↑+O₂↑；
【反思】通过化学反应，硝酸铜分解生成的气体中NO₂与O₂的体积比为4：1，O₂所占的体积分数与空气中O₂的体积分数相同，分解生成气体能使带火星木条复燃而空气不能，说明NO₂有助燃性．

点评 本题考查了化学方程式的书写，又考查了同学们实验方案的设计，难度较大，注意根据实验目的设计实验方案．