Question

【题目】为制取硝酸铜,某同学设计了如下四种方法:①铜与浓硝酸反应制取硝酸铜;②铜与稀硝酸反应制取硝酸铜;③铜先与空气反应制取氧化铜,再与硝酸反应制取硝酸铜;④铜与硝酸银溶液反应制取硝酸铜。

(1)方法②中被氧化的铜与被还原的硝酸的物质的量之比是 。

(2)“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学”工艺中,杜绝污染源,提高原子利用率是绿色化学的重要衡量指标。请从“绿色化学”和经济效益角度考虑,大量制取硝酸铜宜采用上述第 (填序号)种方法,原因是 。

Answer 1

【答案】(1)3∶2

(2)③;只有方法③中硝酸的利用率高,成本低且无污染气体产生,而方法①、②中原子利用率不高且会产生污染,方法④中的成本偏高,经济效益差

【解析】(1)方法②中铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,在反应中消耗的8分子硝酸中,只有2分子的化合价降低,即只有2分子被还原,所以铜与被还原的硝酸的物质的量之比为3∶2。(2)方法①中铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,铜与浓、稀硝酸反应时不是所有的N都转化成硝酸铜,另外在反应时会产生NO、NO2两种污染气体;方法④中用硝酸银作反应物时的成本太高;方法③中是铜与氧气反应生成氧化铜,再用氧化铜与硝酸反应,则硝酸中的N全部进入了硝酸铜中,所以原子利用率最高,且在生产过程中不产生污染。综上所述,方法③最合理。