Question

8．鹽酸、硫酸和硝酸都是重要的化工原料，也是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里必備的重要試劑．請(qǐng)回答下列問題：
（1）常溫下，可用鐵、鋁制的容器盛放濃硫酸，說明濃硫酸具有強(qiáng)氧化性．用玻璃棒蘸取濃硫酸滴在紙上，紙逐漸變黑，說明濃硫酸具有脫水性．
（2）硝酸銅是制備Cu-Zn-Al系催化劑的重要原料，工業(yè)上用洗凈的廢銅屑作原料來制備硝酸銅．下列制備方法符合“綠色化學(xué)”思想的是③（填序號(hào)）．
①Cu+HNO₃（濃）→Cu（NO₃）₂             
②Cu+HNO₃（�。�→Cu（NO₃）₂
③Cu$→_{△}^{空氣}$CuO$\stackrel{HNO_{3}（�。﹠{→}$Cu（NO₃）₂
（3）①在100mL 18mol•L^-1的濃硫酸中加入過量的銅片，加熱使之充分反應(yīng)，測(cè)得產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積可能是D．
A．40.32L    B．30.24L     C．20.16L          D．13.44L
②若使上述反應(yīng)①中剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鈉，寫出反應(yīng)的離子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（4）若將12.8g銅跟一定質(zhì)量的濃HNO₃反應(yīng)，銅消耗完時(shí)，共產(chǎn)生氣體5.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則所耗HNO₃的物質(zhì)的量0.65mol
（5）某同學(xué)向浸泡銅片的稀鹽酸中加入H₂O₂后，銅片溶解，并且該反應(yīng)的產(chǎn)物只有氯化銅和水．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2HCl+H₂O₂=CuCl₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性和脫水性，根據(jù)其特性來回答判斷；
（2）“綠色化學(xué)”思想指的是化學(xué)反應(yīng)中沒有污染性的物質(zhì)生成、原子利用率高的反應(yīng)；
（3）濃硫酸中加入過量的銅片，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸濃度減小，金屬銅和稀硫酸不反應(yīng)，在硫酸存在時(shí)，再加入硝酸鈉，相當(dāng)于存在了硝酸；
（4）銅和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅與氮的氧化物（NO或NO₂或NO、NO₂的混合物），反應(yīng)中硝酸其氧化劑、酸性作用，起氧化劑作用的硝酸生成氮的氧化物，起酸性作用的硝酸生成Cu（NO₃）₂，根據(jù)氮原子守恒：2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂），據(jù)此計(jì)算消耗硝酸的物質(zhì)的量；
（5）雙氧水具有氧化性，在酸性環(huán)境下可以將金屬銅氧化；

解答 解：（1）常溫下，可用鐵、鋁制的容器盛放濃硫酸，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，而使得金屬表明形成一層致密的氧化膜，阻止反應(yīng)的發(fā)生，用玻璃棒蘸取濃硫酸滴在紙上，紙逐漸變黑，是濃硫酸脫水性的表現(xiàn)，故答案為：強(qiáng)氧化；脫水；
（2）“綠色化學(xué)”思想指的是化學(xué)反應(yīng)中沒有污染性的物質(zhì)生成、原子利用率高的反應(yīng)，在反應(yīng)①②中會(huì)有污染性的氣體一氧化氮和二氧化氮生成，只有制備方法③符合“綠色化學(xué)”思想，故答案為：③；
（3）①濃硫酸中加入過量的銅片，發(fā)生反應(yīng)Cu+2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，100mL 18mol•L^-1的濃硫酸理論上完全反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生二氧化硫0.9mol，體積為：0.9mol×22.4L/mol=20.16L，但是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸濃度減小，金屬銅和稀硫酸不反應(yīng)，所以試劑測(cè)得產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積會(huì)小于20.16L，只有D正確，故答案為：D；
②在硫酸存在時(shí)，再加入硝酸鈉，相當(dāng)于存在了硝酸，金屬銅可以和硝酸發(fā)生反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮，反應(yīng)實(shí)質(zhì)是：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）12.8gCu的物質(zhì)的量=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，氣體的物質(zhì)的量=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，
根據(jù)氮原子守恒，n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂）=2×0.2mol+0.25mol=0.65mol；
故答案為：0.65；
（5）雙氧水具有氧化性，在酸性環(huán)境下可以將金屬銅氧化，發(fā)生反應(yīng)的原理方程式是：Cu+2HCl+H₂O₂=CuCl₂+2H₂O，故答案為：Cu+2HCl+H₂O₂=CuCl₂+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了濃硫酸、濃硝酸的性質(zhì)，以及有關(guān)硝酸的計(jì)算，難度中等，注意利用氮原子個(gè)數(shù)守恒是解題關(guān)鍵．