Question

【題目】硝酸銅是制備系催化劑的重要原料，某興趣小組對它開展了以下研究．

硝酸銅的制備研究

該小組同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)有三種設(shè)計方案可供選用：

與稀硝酸反應(yīng)制�。�

與濃硝酸反應(yīng)制�。�

通氧氣于銅屑與稀硝酸的體系中制取：

甲同學(xué)認為三種方案的反應(yīng)都可以在鐵制容器中進行，乙同學(xué)認為______填“可行”“不可行”，理由是用一個化學(xué)方程式表示______從環(huán)境保護和經(jīng)濟效益角度考慮，制取大量的硝酸銅最宜采用以上方法______，理由是_________．

硝酸銅的性質(zhì)研究

硝酸銅為藍色固體，溶于水可得藍色溶液該小組同學(xué)用如圖裝置加熱硝酸銅，發(fā)現(xiàn)固體由藍色逐漸變黑，同時產(chǎn)生紅棕色有刺激性氣味的氣體，帶火星的木條復(fù)燃．

【提出問題】硝酸銅在加熱條件下到底發(fā)生了怎樣的反應(yīng)？

【查閱資料】

氧化銅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：

含氮化合物中，只有是紅棕色、有刺激性氣味的氣體．

有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃

【猜想假設(shè)】

受熱分解除了生成______，還可能生成了CuO和．

【進行實驗】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
步驟I：將反應(yīng)后試管中的固體加水充分溶解，過濾， ______ ，加熱	固體全部溶解，得到藍色溶液	硝酸銅分解生成了氧化銅．
步驟II：在如圖的試管和集氣瓶之間連上此圖所示的裝置，重新進行加熱硝酸銅的實驗	集氣瓶中氣體為無色，______	硝酸銅分解生成了氧氣

步驟II是同學(xué)們查閱了新的資料后設(shè)計完成的該資料是關(guān)于______方面的性質(zhì)信息．

【獲得結(jié)論】根據(jù)實驗結(jié)果，受熱分解的化學(xué)方程式為______．

該小組同學(xué)取10g的硝酸銅加熱一段時間后，測得剩余固體的質(zhì)量為，則硝酸銅的分解率為______？分解率為已分解的硝酸銅占原硝酸銅的質(zhì)量分數(shù)，寫出計算過程

【反思與評價】

已知相同狀況下，氣體的體積比等于其分子個數(shù)比據(jù)此，同學(xué)們認為，即使沒有資料，依據(jù)實驗結(jié)論和“加熱硝酸銅產(chǎn)生的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃”的實驗現(xiàn)象，也能推出可能具有助燃性理由是______．

Answer 1

【答案】 不可行 ③ ；中反應(yīng)過程沒有有毒氣體生成，不污染環(huán)境，硝酸利用率高 向濾渣中加入足量稀硫酸 帶火星的木條復(fù)燃 沸點 硝酸銅分解生成的氣體中與的體積比為4：所占的體積分數(shù)與空氣中的體積分數(shù)相同，分解生成氣體能使帶火星木條復(fù)燃而空氣不能，說明有助燃性

【解析】 三種方案的反應(yīng)都不可以在鐵制容器中進行，理由是鐵的活動性比銅強，故 ；從環(huán)境保護和經(jīng)濟效益角度考慮，制取大量的硝酸銅最宜采用的方法，理由是：①②產(chǎn)生污染空氣的有害氣體；③反應(yīng)過程中無有毒氣體生成，不污染環(huán)境，硝酸利用率高；【猜想假設(shè)】加熱硝酸銅，發(fā)現(xiàn)固體由藍色逐漸變黑，同時產(chǎn)生紅棕色、有刺激性氣味的氣體，帶火星的木條復(fù)燃，說明生成了氧化銅（黑色固體）、氧氣（助燃性氣體，使帶火星的木條復(fù)燃），還有（紅棕色氣體）；【進行實驗】因為氧化銅難溶于水，可以通過溶解，過濾，洗滌的方式與可溶性物質(zhì)進行分離。而后加熱稀硫酸，稀硫酸與氧化銅反應(yīng)生成硫酸銅，得到藍色溶液；NO2氣體易液化，通過含冰制冷劑能將其液化；從而與其他氣體分離，剩余的氣體仍可以使帶火星木條復(fù)燃，說明Cu（NO3）2受熱分解還生成了氧氣；【獲得結(jié)論】根據(jù)實驗結(jié)果，受熱分解的化學(xué)方程式為 ；設(shè)反應(yīng)的硝酸銅的質(zhì)量為x

2Cu（NO3）2 2CuO + 4NO2↑+O2↑　固體減重

376　　　　　　 160　　　　　　　 　216

X　　　　　　　　　　　　　　 10g﹣4.6g

376/x=216/（10g﹣4.6g）

X=9.2g　　　　

則硝酸銅的分解率為：9.2g÷10g×100%=92%

【反思與評價】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所占的體積分數(shù)與空氣中O2的體積分數(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。