Question

19．（1）两个试剂瓶各盛装质量相同的浓硫酸和浓硝酸，分别敞口放置一段时间后，两溶液质量关系为m（硫酸）＞ m（硝酸）（填“＞”、“＜”或“=”），由于浓硫酸和浓硝酸都具有强氧化性，所以冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铁或铝（写金属名称）制容器盛放．
（2）制备CuSO₄和Cu（NO₃）₂
①下列有四种制备Cu（NO₃）₂的途径，其中最佳途径是c（选填字母）
a．Cu$\stackrel{稀硝酸}{→}$Cu（NO₃）₂
b．Cu$\stackrel{浓硝酸}{→}$Cu（NO₃）₂
c．Cu$\stackrel{空气、△}{→}$CuO$\stackrel{稀硝酸}{→}$Cu（NO₃）₂
d．Cu$\stackrel{浓硫酸、△}{→}$CuSO₄$\stackrel{Ba（NO_{3}）_{2}}{→}$Cu（NO₃）₂
②向稀硫酸溶液中加入铜粉，然后通入热空气，可制得硫酸铜溶液，则发生反应的离子方程式为Cu+O₂+4H⁺═Cu²⁺+2H₂O．
（3）向200mL2mol/LHNO₃溶液中加入足量铜粉，充分作用后，有m₁g固体不溶物，继续加入100mL 1mol/L硫酸溶液，充分作用后，还有m₂g固体不溶物，则  m₁＞m₂（填
“＞”、“＜”或“=”），两者质量相差4.8g（若两者相等，则此问不答）

Answer 1

分析 （1）依据浓硫酸的吸水性、浓硝酸的挥发性，浓硫酸、浓硝酸的强氧化性解答；
（2）①最佳途径是消耗原料最少且污染最小的途径，从反应物的用量和对环境的影响考虑；
②铜粉与氧气在稀硫酸环境下发生氧化还原反应生成硫酸铜和水；
（3）硝酸根离子在酸性环境下具有强的氧化性，能够与铜反应，结合化学方程式：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，离子方程式：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O解答．

解答 解：（1）浓硫酸具有吸水性，所以盛装浓硫酸的试剂瓶敞口放置一段时间后溶液质量增大；浓硝酸具有挥发性，所以盛装浓硝酸的试剂瓶敞口放置一段时间后溶液质量因溶质硝酸的挥发而减小，所以两个试剂瓶各盛装质量相同的浓硫酸和浓硝酸，分别敞口放置一段时间后，两溶液质量关系为m（硫酸）＞m（硝酸）；
浓硫酸和浓硝酸都具有强氧化性，所以冷的浓硫酸和浓硝酸都可以使铁、铝发生钝化，形成致密保护膜，阻止反应进行，所以冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铁或者铝制容器盛放；
故答案为：＞；铁或铝；
（2）①a．Cu$\stackrel{稀硝酸}{→}$Cu（NO₃）₂，依据方程式：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，反应产生一氧化氮有毒气体，故不选；
b．Cu$\stackrel{浓硝酸}{→}$Cu（NO₃）₂，依据方程式：Cu与浓HNO₃反应式为：Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，反应产生二氧化氮有毒气体，故不选；
c．Cu$\stackrel{空气、△}{→}$CuO$\stackrel{稀硝酸}{→}$Cu（NO₃）₂，依据方程式：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2CuO；CuO+2HNO₃═Cu（NO₃）₂+H₂O，不产生有毒气体，且原料利用率高，故选；
d．Cu$\stackrel{浓硫酸、△}{→}$CuSO₄$\stackrel{Ba（NO_{3}）_{2}}{→}$Cu（NO₃）₂，依据方程式：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，CuSO₄+Ba（NO₃）₂=BaSO₄↓+Cu（NO₃）₂，反应产生二氧化硫有毒气体，故不选；
故选：c；
②铜粉与氧气在稀硫酸环境下发生氧化还原反应生成硫酸铜和水，反应的离子方程式：Cu+O₂+4H⁺═Cu²⁺+2H₂O；
故答案为：Cu+O₂+4H⁺═Cu²⁺+2H₂O；
（3）向200mL2mol/LHNO₃溶液中加入足量铜粉，反应方程式：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，充分作用后，有m₁g固体不溶物，继续加入100mL 1mol/L硫酸溶液，溶液呈酸性，硝酸根离子在酸性环境下继续氧化铜单质，所以剩余固体不溶物m₂小于m₁；
200mL2mol/LHNO₃溶液，硝酸的物质的量为：0.2L×2mol/L=0.4mol，依据方程式：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，硝酸完全反应生成0.15mol硝酸铜，0.3mol硝酸根离子，加入100mL 1mol/L硫酸溶液，氢离子物质的量为：0.1L×1mol/L×2=0.2mol，依据离子方程式：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
氢离子不足，依据氢离子物质的量计算溶解的铜的质量：
3Cu～8H⁺，
3×64    8
  m      0.2
m=$\frac{3×64×0.2}{8}$=4.8g；
故答案为：＞；4.8．

点评 本题考查了元素化合物知识，侧重考查浓硫酸、浓硝酸的性质及有关硝酸的计算，明确两种酸的性质是解题关键，题目难度不大．