Question

7．硝酸銅為藍(lán)色固體，水溶液為藍(lán)色，某小組用圖1裝置加熱硝酸銅，觀察到固體由藍(lán)色逐漸變黑，產(chǎn)生紅棕色氣體，帶火星的木條復(fù)燃．
【問題】加熱硝酸銅生成的固體和氣體是什么？
【資料】
①CuO和稀硫酸反應(yīng)：CuO+H₂SO₄$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CuSO₄+H₂O
②含氮氧化物中，只有NO₂是紅棕色氣體．
【猜想】對(duì)Cu（NO₃）₂受熱分解的產(chǎn)物有如下猜想：
猜想1：CuO、N₂、O₂ 猜想2：CuO、NO₂ 猜想3：CuO、NO₂、O₂
【分析】小組同學(xué)經(jīng)討論，認(rèn)為：
①猜想1不成立，理由是氮?dú)狻⒀鯕舛际菬o色氣體．
②猜想2不成立，理由是不符合質(zhì)量守恒定律．
【實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)1：取加熱后的固體加水無現(xiàn)象，說明Cu（NO₃）₂是（選填“是”或“否”）分解完全．
實(shí)驗(yàn)2：另取加熱后的固體，加入適量的稀H₂SO₄；觀察到黑色固體溶解，溶液由無色變成藍(lán)色現(xiàn)象，說明生成了CuO．
實(shí)驗(yàn)3：在圖1裝置的試管和集氣瓶之間連接圖2裝置，重新實(shí)驗(yàn)，觀察到U型管內(nèi)有深紅棕色液體，集氣瓶中氣體變?yōu)闊o色，帶火星木條仍復(fù)燃，則：
①Cu（NO₃）₂分解生成了O₂
②NO₂具有低溫下能反應(yīng)生成液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)的物理性質(zhì)．
【結(jié)論】猜想3正確，Cu（NO₃）₂受熱分解的化學(xué)方程式為2Cu（NO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO₂↑+O₂↑．
【反思】
已知相同狀況下，氣體的分子個(gè)數(shù)比等于其體積比，有同學(xué)根據(jù)【結(jié)論】和圖1中“帶火星的木條復(fù)燃”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推出NO₂也具有助燃性，理由是硝酸銅分解生成的氣體中NO₂與O₂的體積比為4：1，O₂所占的體積分?jǐn)?shù)與空氣中O₂的體積分?jǐn)?shù)相同，分解生成氣體能使帶火星木條復(fù)燃而空氣不能，說明NO₂有助燃性．

Answer 1

分析 【分析】根據(jù)固體由藍(lán)色逐漸變黑，產(chǎn)生紅棕色氣體，帶火星的木條復(fù)燃，以及質(zhì)量守恒定律進(jìn)行分析；
【實(shí)驗(yàn)】根據(jù)硝酸銅溶于水，溶液顯藍(lán)色，氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水進(jìn)行分析；
根據(jù)NO₂氣體易液化，通過含冰制冷劑能將其液化進(jìn)行分析；
【結(jié)論】根據(jù)硝酸銅在加熱的條件下生成氧化銅、二氧化氮和氧氣進(jìn)行分析；
【反思】根據(jù)通過化學(xué)反應(yīng)，硝酸銅分解生成的氣體中NO₂與O₂的體積比為4：1，O₂所占的體積分?jǐn)?shù)與空氣中O₂的體積分?jǐn)?shù)相同，分解生成氣體能使帶火星木條復(fù)燃而空氣不能，說明NO₂有助燃性進(jìn)行分析．

解答 解：【分析】固體由藍(lán)色逐漸變黑，產(chǎn)生紅棕色氣體，帶火星的木條復(fù)燃，化學(xué)反應(yīng)前后，原子個(gè)數(shù)不變，所以
①猜想1不成立，理由是：氮?dú)�、氧氣都是無色氣體；
②猜想2不成立，理由是：不符合質(zhì)量守恒定律；
【實(shí)驗(yàn)】硝酸銅溶于水，溶液顯藍(lán)色，氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，所以
實(shí)驗(yàn)1：取加熱后的固體加水無現(xiàn)象，說明Cu（NO₃）₂是分解完全．
實(shí)驗(yàn)2：另取加熱后的固體，加入適量的稀H₂SO₄；觀察到黑色固體溶解，溶液由無色變成藍(lán)色現(xiàn)象，說明生成了CuO；
NO₂氣體易液化，通過含冰制冷劑能將其液化，所以NO₂具有低溫下能反應(yīng)生成液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)的物理性質(zhì)；
【結(jié)論】硝酸銅在加熱的條件下生成氧化銅、二氧化氮和氧氣，化學(xué)方程式為：2Cu（NO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO₂↑+O₂↑；
【反思】根據(jù)【結(jié)論】和圖1中“帶火星的木條復(fù)燃”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推出NO₂也具有助燃性，理由是：通過化學(xué)反應(yīng)，硝酸銅分解生成的氣體中NO₂與O₂的體積比為4：1，O₂所占的體積分?jǐn)?shù)與空氣中O₂的體積分?jǐn)?shù)相同，分解生成氣體能使帶火星木條復(fù)燃而空氣不能，說明NO₂有助燃性．
故答案為：【分析】①氮?dú)�、氧氣都是無色氣體；
②不符合質(zhì)量守恒定律；
【實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)1：是；
實(shí)驗(yàn)2：黑色固體溶解，溶液由無色變成藍(lán)色；
低溫下能反應(yīng)生成液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)；
【結(jié)論】2Cu（NO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO₂↑+O₂↑；
【反思】通過化學(xué)反應(yīng)，硝酸銅分解生成的氣體中NO₂與O₂的體積比為4：1，O₂所占的體積分?jǐn)?shù)與空氣中O₂的體積分?jǐn)?shù)相同，分解生成氣體能使帶火星木條復(fù)燃而空氣不能，說明NO₂有助燃性．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)方程式的書寫，又考查了同學(xué)們實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，難度較大，注意根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案．