Question

（15分）某化学探究小组拟用废铜屑制取Cu(NO3)2：，并探究其化学性质。

I．如图，用浓HNO3，和过量的废铜屑充分反应制硝酸铜溶液。

（1）写出铜与浓硝酸反应的离子方程式 。

（2）①装置中NaOH溶液的作用是 。

②欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤是蒸发浓缩、 、过滤。

③你认为此装置是否合理，并说明原因 。

如果不合理，同时在原装置上改进；如果合理，只需说明原因。

Ⅱ．为了探究的热稳定性，探究小组按下图装置进行实验。（图中铁架台、铁夹和加热仪器均略去）

【实验装置】

【实验操作及现象】往试管中放人研细的无水Cu(NO3)2：晶体并加热，观察到试管中有红棕色气体生成，最终残留黑色粉末；用U型管除去红棕色气体，在集气瓶中收集到无色气体。

【解释与结论】

（3）①红棕色气体是 。

②根据现象判断在加热条件下可以分解，其化学反应方程式为 。

Ⅲ．利用Cu(NO3)2制备浅绿色的碱式碳酸铜[CuCO3·Cu(OH)2]。

向大试管中加入一定量的碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热，用0.4 mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤、洗涤、干燥，得到样品。

【实验数据】反应温度对样品的影响

实验序号	1	2	3	4
温度／℃	35	50	70	95
样品颜色	深蓝色	深蓝色	浅绿色	暗蓝色
样品中碱式碳酸铜 的质量分数／%	90.9	92.7	x	92.0

（4）滤液中可能含有 ，写出检验的方法 。

（5）95℃时，样品颜色发暗的原因：____ 。

（6）70C时，实验得到2.38 g样品，取此样品加热至分解完全（杂质不分解），得到1.76 g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是 。

Answer 1

（15分）

I．（1） Cu+4H++2NO3一===Cu2++2NO2+2H20(2分)

（2）①吸收氮氧化物，防止污染空气（1分，合理即可）

②冷却结晶（1分）

③不合理，密闭体系中立即产生大量气体，会有安全隐患（1分）

（装置图如下，1分，合理即给分）或者合理，慢慢挤压胶头滴管控制反应速率，使NaOH溶液及时吸收NO2

（2分，合理即给分）

II．（3）①NO2（1分）

②2Cu(N03)22Cu0+4N02↑+02↑ (2分)

III．（4）取少量滤液置于试管中，加入足量稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，说明有C032-（2分，合理即给分）

（5）含有黑色的氧化铜（2分）

（6）93.3%（2分）

【解析】试题分析：I、（1）Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜和水、二氧化氮气体，化学方程式是

Cu+4H++2NO3一===Cu2++2NO2+2H20；

（2）①装置中NaOH溶液的作用是吸收反应产生的氮的氧化物，防止污染；

②从硝酸铜溶液中得到硝酸铜晶体，需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作；

③该小题为开放题目，若反应速率过快，则装置不合理，密闭体系中立即产生大量气体，会有安全隐患；若合理，则慢慢挤压胶头滴管控制反应速率，使NaOH溶液及时吸收NO2；

II、（3）①根据气体的颜色判断红棕色气体为NO2;

②根据硝酸铜分解的现象：有红棕色气体生成，最终残留黑色粉末，用U型管除去红棕色气体，在集气瓶中收集到无色气体，判断黑色固体是CuO，无色气体为氧气，红棕色气体为二氧化氮，所以硝酸铜受热分解的化学方程式是2Cu(N03)22Cu0+4N02↑+02↑；

III、（4）滤液中可能含有碳酸根离子，证明碳酸根离子的存在，一般选择盐酸和澄清石灰水，取少量滤液置于试管中，加入足量稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，说明有C032-；

随温度升高，生成的氢氧化铜会分解产生黑色的CuO，颜色变暗；

根据题意，固体质量减少2.38-1.76=0.62g，根据碱式碳酸铜分解的化学方程式CuCO3·Cu(OH)22CuO+CO2↑+H2O,可知固体每减少44g+18g=62g，则有1mol CuCO3·Cu(OH)2反应，则样品中CuCO3·Cu(OH)2的物质的量是0.62g/62g×1mol=0.01mol，则此样品中碱式碳酸铜的质量分数是0.01mol×222g/mol/2.38g×100%=93.3%。

考点：考查Cu与硝酸的反应，对反应现象的分析，质量分数的计算

考点分析： 考点1：物质的制备 考点2：铁及其化合物 考点3：铜及其化合物 考点4：氮族元素 试题属性

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