Question

Ⅰ．硝酸铜在1000℃时分解：Cu（N0₃）₂═Cu+2NO₂↑+O₂，用试管收集一试管气体并倒立于盛水的水槽中，观察到的现象是

 

，若溶质不扩散，试管内溶液中溶质的物质的量浓度是

 

（假设在标准状况下）．
Ⅱ．工业上生产硝酸铜晶体的流程图如图1：

①若保温去铁反应生成气体是NO时，则离子方程式是

 

．
②蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，其目的是

 

（结合离子方程式说明）．
③如图2所示为硝酸铜晶体[Cu（NO₃）₂?nH₂O]的溶解度曲线（温度在30℃前后对应不同的晶体），从图中获取如下信息，不正确的有

 

（填字母）．
a．C点溶液为Cu（NO₃）₂的不饱和溶液
b．30℃时结晶可析出两种晶体
c．按上述流程最终得到的晶体是Cu（NO₃）₂?3H₂O
d．将A点溶液升温至30℃时，可以析出Cu（NO₃）₂?3H₂O晶体
④某些共价化合物（如H₂O、NH₃、N₂O₄等）在液态时发生了微弱的电离，如：2H₂O═OH^-+H₃O⁺，则液态NH₃电离的方程式是

 

，液态N₂O₄电离得到电子数相差18的阴阳离子，因此可用Cu与液态．N₂O₄反应制备无水硝酸铜，其反应的化学方程式是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：Ⅰ．二氧化氮和氧气、水反应可生成硝酸，反应的方程式为4NO₂+O₂+2H₂O=4HN0₃，反应后氧气剩余；
Ⅱ．铁比铜活泼，可与适量硝酸反应而除去，去铁后的铜与硝酸反应生成硝酸铜，在硝酸酸性环境中蒸发浓缩，可得到硝酸铜晶体，结合题目要求解答该题．

解答： 解：Ⅰ．二氧化氮和氧气、水反应可生成硝酸，反应的方程式为4NO₂+O₂+2H₂O=4HN0₃，可观察到红棕色气体溶解成无色溶液，试管中的气柱为无色，反应后氧气剩余，
设有2molNO₂，1molO₂，则可生成2molHN0₃，反应后溶液的体积为2.5mol×22.4L/molml（反应的二氧化氮和氧气的体积），
得到的溶液的浓度为

2mol

2.5mol×22.4L/mol

=0.036 mol?L^-1，
故答案为：红棕色气体溶解成无色溶液，试管中的气柱为无色；0.036 mol?L^-1；
Ⅱ．①若保温去铁反应生成气体是NO时，反应的离子方程式为3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
②由于Cu²⁺发生水解，蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，防止水解生成氢氧化铜沉淀，Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，加入硝酸可抑制水解，
故答案为：由于Cu²⁺发生水解：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解；
③a．在一定温度下，某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度溶解度，可知图中曲线所有的点均为对应温度下的饱和溶液，故a正确；
b．B点表明在30℃时两种晶体的溶解度相等，B点为生成晶体的转折点，两种晶体可以共存，故b正确；
c．上述流程是在低温下进行的．最终得到的晶体是Cu（NO₃）₂?6H₂O，故c错误；
d．由图象可以看出，溶液降温至30℃以下，可以析出Cu（NO₃）₂?6H₂O晶体，故d错误，
故答案为：c、d；
④液态NH₃电离的方程式是2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，液态N₂O₄电离得到的两种离子所含电子数相差18，则液态N₂O₄电离的方程式是；N₂O₄?NO⁺+NO₃^-；Cu与液态N₂O₄反应制得无水硝酸铜，根据质量守恒和电子守恒可写出反应的化学方程式为Cu+2N₂O₄=Cu（NO₃）₂+2NO↑，
故答案为：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；Cu+2N₂O₄=Cu（NO₃）₂+2NO↑．

点评：本题以铜以及化合物为载体，综合考查物质的分离、提纯，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目难度中等，本题注意把握题给信息，注重知识迁移能力的培养．