题目内容
17．某化学探究小组拟用废铜屑制取Cu（NO3）2，并探究其化学性质．I．如图1，用浓HNO3，和过量的废铜屑充分反应制硝酸铜溶液．
（1）写出铜与浓硝酸反应的离子方程式Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O．
（2）①装置中NaOH溶液的作用是吸收氮氧化物，防止污染空气．
②欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．
③你认为此装置是否合理，并说明原因不合理，密闭体系中立即产生大量气体，会有安全隐患；或者合理，慢慢挤压，胶头滴管控制反应速率，使NaOH溶液及时吸收NO2．
如果不合理，同时在原装置上改进；如果合理，只需说明原因．
Ⅱ．为了探究Cu（NO3）2的热稳定性，探究小组按图2装置进行实验．（图中铁架台、铁夹和加热仪器均略去）
【实验装置】
【实验操作及现象】往试管中放入研细的无水Cu（NO3）2晶体并加热，观察到试管中有红棕色气体生成，最终残留黑色粉末；用U型管除去红棕色气体，在集气瓶中收集到无色气体．
【解释与结论】
（3）①红棕色气体是NO2．
②根据现象判断Cu（NO3）2在加热条件下可以分解，其化学反应方程式为2Cu（NO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO2↑+O2↑．
Ⅲ．利用Cu（NO3）2制备浅绿色的碱式碳酸铜[CuCO3•Cu（OH）2]．
向大试管中加入一定量的碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热，用0.4mol•L-1的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤、洗涤、干燥，得到样品．
【实验数据】反应温度对样品的影响
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 温度/℃ | 35 | 50 | 70 | 95 |
| 样品颜色 | 深蓝色 | 深蓝色 | 浅绿色 | 暗蓝色 |
| 样品中碱式碳酸铜的质量分数/% | 90.9 | 92.7 | x | 92.0 |
（5）95℃时，样品颜色发暗的原因：含有黑色的氧化铜．
（6）70℃时，实验得到2.38g样品，取此样品加热至分解完全（杂质不分解），得到1.76g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是93.3%．
分析 I、（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水；
（2）①反应生成的氮的氧化物是大气污染气体，被氢氧化钠溶液吸收，防止污染；
②铜离子存在水解平衡，所以不能直接加热蒸发获得硫酸铜晶体，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法，晶体表面附着的杂质离子，需要洗涤除去；
③该装置为密闭体系，在该体系中若立即产生大量气体，会有安全隐患，如果慢慢产生气体，则不会产生安全隐患；
Ⅱ、（3）红棕色气体为NO2，最终残留黑色粉末为CuO，Cu（NO3）2受热分解生成氧化铜、二氧化氮和氧气；
Ⅲ、（4）依据碳酸根离子和盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体二氧化碳，据此设计实验验证；
（5）95℃时，制得的样品颜色发暗的可能原因是含有黑色的氧化铜；
（6）碱式碳酸铜完全分解得到CuO，设样品中碱式碳酸铜的质量分数为x，依据碱式碳酸铜的方程式，利用“差量法”计算得到所求量．
解答 解：Ⅰ、（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水，反应离子方程式为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，
故答案为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；
（2）①反应生成的氮的氧化物是大气污染气体，被氢氧化钠溶液吸收，防止污染，所以装置中NaOH的作用是吸收氮氧化物，
故答案为：吸收氮氧化物，防止污染空气；
②由于铜离子在溶液中存在水解平衡，所以从硝酸铜溶液中获得硝酸铜晶体，不能直接蒸发结晶，需要通过蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤洗涤的操作方法完成，
故答案为：冷却结晶；
③该装置为密闭体系，在该体系中若立即产生大量气体，压强骤然增大，会有安全隐患，所以不合理，但如果慢慢挤压，胶头滴管控制反应速率，使NaOH溶液及时吸收NO2，该装置是合理，
故答案为：不合理，密闭体系中立即产生大量气体，会有安全隐患；或者合理，慢慢挤压，胶头滴管控制反应速率，使NaOH溶液及时吸收NO2；
II、（3）①红棕色气体为NO2，
故答案为：NO2；
②最终残留黑色粉末为CuO，Cu（NO3）2受热分解生成氧化铜、二氧化氮和氧气，方程式为Cu（NO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO2↑+O2↑，
故答案为：2Cu（NO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO2↑+O2↑；
III、（4）滤液中可能含有CO32-，检验CO32-的方法为：取少量滤液置于试管中，加入足量稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，说明含碳酸根离子，
故答案为：取少量滤液置于试管中，加入足量稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，说明含碳酸根离子；
（5）CuCO3分解生成氧化铜，Cu（OH）2分解生成氧化铜，温度较高时，95℃时，制得的样品颜色发暗的可能原因是：含有分解生成的黑色的氧化铜，
故答案为：含有黑色的氧化铜；
（6）碱式碳酸铜完全分解得到CuO，设样品中碱式碳酸铜的质量分数为x，依据碱式碳酸铜的方程式，Cu2（OH）2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO2↑+H2O；利用“差量法”计算可得：222：62=2.38x：（2.38-1.76），解得x=0.933=93.3%；
故答案为：93.3%．
点评 本题考查了制备实验方案的设计与评价、物质性质实验方案的设计，题目难度中等，注意掌握常见元素单质及其化合物性质，明确物质性质实验方案的设计与评价方法，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力．
| A． | Na+、OH-、Cu2+ | B． | H+、SO42-、HCO3- | C． | SO42-、Cl-、Na+ | D． | Ca2+、Cl-、CO32- |
（1）碘元素在周期表中的位置为第五周期，第ⅤⅡA族．
（2）已知：X2（g）+H2（g）=2HX（g）（X2表示C12、Br2和12）．如图1表示平定
衡常数K与温度t的关系．
①△H表示X2与H2反应的焓变，△H＜O．（填“＞“、“＜’’或‘‘=’’）
②曲线a表示的是12（填“C12”、“Br2“或“12’’）与H2反应时K与t
的关系．
II．C12是一种重要的化工原料．
（3）液氯储存区贴有的说明卡如表（部分）：
| 危险性 |  |
| 储运要求 | 远离金属粉末、氨、烃类、醇更物质；设置氯气检测仪 |
| 泄漏处理 | NaOH、NaHSO3溶液吸收 |
| 包装 | 钢瓶 |
②若液氯泄漏后遇到苯，在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快，原因是铁与氯气反应生成的氯化铁，对氯与苯的反应有催化作用．
③氯气含量检测仪工作原理示意图如图2：C12在Pt电极放电的电极反应式是Cl2+2e-+2Ag+═2AgCl．
（4）质量标准要求液氯含水量（以1g氯气含水的质量计）＜0.4mg，含水量超标会严重腐蚀钢瓶．液氯含水量的测定装置如图3所示：（已知：P2O5+3H2O=2H3PO4；C12与P2O5不反应．）检测液氯的含水量，根据如图，需要测定的数据是分别测定通液氯样品前后a、c的质量．
常温下，H3PO4与NaOH溶液反应的体系中，含磷各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH 的关系如图所示[已知Ca3（PO4）2难溶于水]．下列有关说法不正确的是（ ）| A． | H3PO4的Ka1=10-2.1，HPO42-的水解平衡常数为10-6.8 | |
| B． | pH=13时，溶液中各微粒浓度大小关系为：c（Na+）＞c（HPO42-）＞c（PO43-）＞c（OH-）＞c（H+） | |
| C． | Na2HPO4 溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液，溶液则显酸性 | |
| D． | 为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制在4～5.5左右 |
．| A． | 酸碱中和滴定到终点读数时，发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液，导致实验结果偏高 | |
| B． | 某溶液中滴加HNO3无明显现象，再滴加Ba（NO3）2溶液出现白色沉淀，说明原溶液中含有SO42- | |
| C． | 制备乙酸乙酯的实验中，用饱和食盐水除杂 | |
| D． | 在蒸发皿中加热蒸干AlCl3可以得到该物质的固体 |
（1）已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2（SO4）3溶液、盐酸．按要求回答下列问题：| A． | 下列转化均能一步实现：粗硅$→_{高温}^{Cl_{2}}$SiCl4$→_{高温}^{H_{2}}$Si | |
| B． | 元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体 | |
| C． | 硬度：晶体硅＜金刚石 | |
| D． | 高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅 |