Question

无水硝酸铜极易吸水，加热到210℃升华，它和Cu（NO₃）₂?3H₂o晶体的化学性质有较大差异，Cu（NO₃）₂?3H₂O晶体加热到170℃分解．已知：乙酸乙酯的沸点为77℃．
（1）加热蒸干Cu（NO₃）₂溶液得不到无水硝酸铜的原因是

 

．
（2）将铜片加人到N₂O₄的乙酸乙酯溶液中可制得无水硝酸铜，同时生成NO，写出反应的化学方程式

 

；从乙酸乙醋中分离出无水硝酸铜的实验操作是

 

．
（3）为探究Cu（NO₃）₂?3H₂O受热分解的产物，某探究小组利用如图装置进行实验．（图中夹持和加热装置去）

往试管A中加人研细的Cu（NO₃）₂?3H₂O体并加热，观察到试管A中有红棕色气生成，最终残留黑色粉末；U型管中有液体生成，在试管B中收集到无色气体．
①当导管口不再有气池冒出时，反应停止，拆除装置的操作首先是

 

．
②试管B中收集到的气体一定含有

 

．
（4）锌与Cu（NO₃）₂溶液能发生反应．在一支试管中注人1mol?L^-1的Cu（NO₃）₂溶液，再放入一块锌片，观察到在反应初期有大量无色气泡冒出，同时锌片上析出红色固体．该小组猜想气体的成分，并设计的尖验步骤，请填写下表．

设计的实验步骤	预期现象与结论
①用带导管的塞子塞住试管口，用排水法收集一小试管的气体	/
②

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）Cu（NO₃）₂在溶液中易水解生成Cu（OH）₂和易挥发的HNO₃，加热，水解程度更大，故加热蒸干Cu（NO₃）₂溶液得不到无水硝酸铜的；
（2）将铜片加人到N₂O₄的乙酸乙酯溶液中可制得无水硝酸铜，同时生成NO，根据反应物和生成物配平即写出反应的化学方程式，根据沸点不同分离混合物的实验操作是蒸馏；
（3）①首先移出水槽中的导管B，以防止水倒吸；
②，根据现象可知Cu（NO₃）₂?3H₂O加热分解得到二氧化氮、氧化铜、水和无色气体，在此反应中N元素化合价降低，则化合价升高的元素应该是氧元素，氧化产物是O₂；
（4）因为Cu（NO₃）₂在溶液中易水解生成HNO₃，锌与稀HNO₃和Cu（NO₃）₂都能发生反应，故观察到在反应初期有大量无色气泡冒出，同时锌片上析出红色固体．因为硝酸具有强氧化性，可推知稀硝酸与金属生成的无色气体应为NO，而不是氢气，然后设计实验证明气体的成分．

解答： 解：（1）加热蒸干Cu（NO₃）₂溶液得不到无水硝酸铜的原因是 Cu（NO₃）₂在溶液中易水解生成Cu（OH）₂和易挥发的HNO₃，加热，水解程度更大，
故答案为：Cu（NO₃）₂在溶液中易水解生成Cu（OH）₂和易挥发的HNO₃，加热，水解程度更大；　
（2）将铜片加人到N₂O₄的乙酸乙酯溶液中可制得无水硝酸铜，同时生成NO，根据反应物和生成物配平即写出反应的化学方程式 2N₂O₄+Cu=Cu（NO₃）₂+2NO↑；根据加热到210℃升华，乙酸乙酯的沸点为77℃，可知从乙酸乙醋中分离出无水硝酸铜的实验操作是蒸馏．故答案为：2N₂O₄+Cu=Cu（NO₃）₂+2NO↑，蒸馏；
（3）①当导管口不再有气池冒出时，拆除装置的操作是首先移出水槽中的导管B，以防止水倒吸入前面装置．故答案为：移出水槽中的导管B；　
②，根据现象可知Cu（NO₃）₂?3H₂O加热分解得到二氧化氮、氧化铜、水和无色气体，在此反应中N元素化合价降低，则化合价升高的元素应该是氧元素，试管B中收集到的气体一定含有氧化产物 O₂，故答案为：O₂；
（4）因为Cu（NO₃）₂在溶液中易水解生成HNO₃，．在Cu（NO₃）₂溶液中放入锌片，锌与稀HNO₃和Cu（NO₃）₂都能发生反应，故观察到在反应初期有大量无色气泡冒出，同时锌片上析出红色固体．因为硝酸具有强氧化性，可推知稀硝酸与金属生成的无色气体应为NO，而不是氢气，然后设计实验证明气体的成分，故答案为：

设计的实验步骤	预期现象和结论
往小试管中注入空气（或使试管口露置于空气中）	若试管口气体变为红棕色，证明该气体是NO，反之不是．
将小试管的管口靠近火焰	若有爆鸣声，证明该气体是H2，反之不是

点评：本题以铜及其氧化物为载体，考查了物质性质的探究实验、物质的检验、水解、氧化还原反应等知识，综合性较强．