某化学探究小组拟用铜片制取Cu(NO3)2.并探究其化学性质．Ⅰ.他们先把铜粉放在空气中灼烧.再与稀硝酸反应制取硝酸铜．(1)如果直接用铜屑与稀硝酸反应来制取硝酸铜:1铜屑与稀硝酸反应的化学反应方程式为3Cu+8HNO3═3Cu(NO3)3+NO↑+4H2O,②可能导致的两个不利因素是成等物质的量的硝酸铜.消耗硝酸原料多.且产生污染物氮氧� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

19．某化学探究小组拟用铜片制取Cu（NO₃）₂，并探究其化学性质．
Ⅰ、他们先把铜粉放在空气中灼烧，再与稀硝酸反应制取硝酸铜．
（1）如果直接用铜屑与稀硝酸反应来制取硝酸铜：
1铜屑与稀硝酸反应的化学反应方程式为3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₃+NO↑+4H₂O；
②可能导致的两个不利因素是成等物质的量的硝酸铜，消耗硝酸原料多、且产生污染物氮氧化物．
（2）实验中，欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤按顺序是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、晾干．
Ⅱ、为了探究Cu（NO₃）₂在酸性条件下跟铁单质的反应．他们取一支试管，加入Cu（NO₃）₂溶液，滴入适量稀硫酸酸化，再加入一定量铁粉，实验后没有固体残留物质．
（3）该探究小组对反应后溶液中铁元素的价态进行探究，他们设计了实验方案，并进行实验．请按下表格式补充写出实验操作步骤、预期现象与结论．

实验操作步骤	预期现象与结论
步骤1：观察样品	溶液呈蓝绿色，①不能（填“能”或“不能”）确定产物中铁元素的价态
步骤2：取少量溶液，滴加酸性KMnO₄溶液	②若KMnO₄溶液的紫红色褪去或变浅，则说明产物中含+2价铁元素，若KMnO₄溶液不褪色或不变浅，则说明产物中不含+2价铁元素
步骤3：③另取少量溶液，滴加KSCN溶	③若溶液变为红色，说明产物中含+3价铁元素；若溶液颜色无明显变化，则说明产物中不含+3价的铁元素

分析 Ⅰ、（1）①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水；
②比较方案的优劣，一般从三个方面考虑：一是原料是否简单易得，二是操作是否简单，三是否环保；写出反应的化学方程式，然后根据反应原理进行判断两个方案的特点；
（2）硝酸铜溶液中，铜离子存在水解平衡，所以不能直接加热蒸发获得硫酸铜晶体，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法；
Ⅱ、（3）步骤1：Fe²⁺的溶液为浅绿色，Fe³⁺溶液为棕黄色，而该溶液呈蓝绿色，据此进行判断；
步骤2：酸性KMnO4溶液具有氧化性，能够氧化Fe²⁺，因此若KMnO₄溶液的紫红色褪去或变浅说明产物中含+2价的铁元素，否则不含；
步骤3：Fe³⁺溶液遇KSCN溶液会呈现血红色，据此判断．

解答解：Ⅰ、（1）①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应方程式为3Cu+8HNO₃═3Cu （NO₃）₃+NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8HNO₃═3Cu （NO₃）₃+NO↑+4H₂O；
②生成等物质的量的硝酸铜，假如为1mol，先把铜粉放在空气中灼烧，在与稀HNO₃反应制取硝酸铜中消耗2mol硝酸，而3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，中消耗$\frac{8}{3}$mol硝酸，显然消耗的硝酸原料多，并且产生污染气体NO，
故答案为：成等物质的量的硝酸铜，消耗硝酸原料多；且产生污染物氮氧化物；
（2）由于铜离子在溶液中存在水解平衡，所以从硝酸铜溶液中获得硝酸铜晶体，不能直接蒸发结晶，需要通过蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤的操作方法完成，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
Ⅱ、（3）步骤1：Fe²⁺在溶液中为浅绿色，Fe³⁺在溶液中为棕黄色，而该溶液呈蓝绿色，因此不能确定产物中铁元素的价态；
步骤2：酸性KMnO₄溶液具有氧化性，能够氧化亚铁离子，若KMnO₄溶液的紫红色褪去或变浅说明产物中含+2价的铁元素；
步骤3：Fe³⁺溶液遇KSCN溶液会呈现血红色，所以若溶液变为红色，说明产物中含+3价铁元素；若溶液颜色无明显变化，则说明产物中不含+3价的铁元素，
故答案为：不能；若KMnO₄溶液的紫红色褪去或变浅，则说明产物中含+2价铁元素，若KMnO₄溶液不褪色或不变浅，则说明产物中不含+2价铁元素；若溶液变为红色，说明产物中含+3价铁元素；若溶液颜色无明显变化，则说明产物中不含+3价的铁元素．

点评本题考查物质的制备，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握题给信息，结合物质的性质设计实验步骤，题目难度不大．

练习册系列答案

	A．	该醇是乙二醇		B．	该羧酸有3种同分异构体
	C．	该羧酸的官能团含有羟基和羧基		D．	羧酸的分子式是C₃H₆O₃

10．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述错误的是（　　）

	A．	都具有强氧化性
	B．	分别露置在空气中，容器内溶质的物质的量浓度都降低
	C．	常温下都可以储存于铝制槽罐中
	D．	和碳反应中都表现出强氧化性和强酸性

7．将氯气通入NaOH溶液发生反应Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，Cl₂+H₂O=HCl+HClO，若溶液呈中性下列说法正确的（　　）

	A．	溶液中存在6种微粒
	B．	c（Na⁺）=c（HClO）+2c（ClO^-）
	C．	c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（ClO^-）+c（OH^-）
	D．	往所得中性溶液中加入NaHCO₃能放出大量气体

14．下列说法正确的是（　　）

	A．	按系统命名法的名称为2-甲基-3，5-二乙基乙烷
	B．	用Na₂CO₃溶液能区分CH₃COOH、CH₃CH₂OH，苯、硝基苯四种物质
	C．	等质量的甲烷、乙烯、1，3-丁二烯分别充分燃烧，所耗氧气的量依次增加
	D．	下列物质的沸点按由低到高顺序为：CH₃（CH₂）₂CH₃＜（CH₃）₃CH＜CH₃（CH₂）₃CH₃

4．下列各组离子能大量共存的是（　　）

	A．	H⁺、Na⁺、HCO${\;}_{3}^{-}$、Cl^-		B．	Mg²⁺、NO${\;}_{3}^{-}$、Na⁺、OH^-
	C．	Ca²⁺、Cl^-、CO${\;}_{3}^{2-}$、OH^-		D．	Na⁺、Cl^-、K⁺、NO${\;}_{3}^{-}$

11．下列离子能大量共存的一组是（　　）

	A．	K⁺、Ca²⁺、Cl^-、CO₃^2-		B．	Fe²⁺、Al³⁺、NO₃^-、SO₄^2-
	C．	Mg²⁺、NH₄⁺、CO₃^2-、H⁺		D．	Na⁺、Br^-、ClO^-、H⁺

16．常见金属单质A可发生如图1所示转化（部分反应物、产物和反应条件已略去）．F是一种温室气体；气体G的水溶液显弱碱性；H是一种红褐色的氧化物；B、C、D、E四种化合物中含有一种相同的元素．请回答下列问题：

（1）写出G的电子式

，实验室制取G的化学方程式为Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）写出反应I的离子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（3）反应I、Ⅱ均有清洁能源H₂产生．已知H₂的燃烧热为286kJ•mol^-1，18g水蒸气变成液态水放出44kJ的热量．其它相关数据如下表：

化学键	O=O（g）	H-H（g）	H-O（g）
键能/kJ•mol^-1	496	x	463

则表中x为436．
（4）写出A与H反应的化学方程式Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，实验测得该反应的焓变（△H）和活化能（Ea）．下列能量关系图2合理的是②③（填写序号）．
（5）资料显示和H组成相似的另外一种具有磁性的物质可用于除去地下水中的TcO₄^-（⁹⁹Tc具有放射性）．在酸性条件下，H将TcO₄^-转化为难溶于水的TcO₂，同时得到一种难溶于水的弱碱，该反应的离子方程式为3Fe₃O₄+TcO₄^-+13H₂O+H⁺=TcO₂+9Fe（OH）₃．

17．有一种化学式为R（NO₃）_x•n（H₂O）的硝酸盐晶体，现取此晶体6.05g溶于水配成500mL溶液，用石墨棒作为电极材料对此溶液进行电解，当通过电流为5A时，经16.05min后，溶液中的金属离子恰好全部放电，且其中一极增重1.60g（已知此晶体的摩尔质量为242g/mol），则：
（1）R的原子量为64；
（2）X=2；
（3）n=5；
（4）若反应前后体积不变，反应后溶液的pH=1．注意：请简要写出全部计算的过程．

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