Question

（2009?兖州市模拟）盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”．请就“三大酸”与金属铜的反应情况，回答下列问题：
（1）①在100mL 18mol/L的浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，产生的气体在标准状况下的体积可能是

D

A．40.32L    B．30.24L    C．20.16L    D．6.72L
②有同学提出，若使上述反应①中剩余的铜片继续溶解，可向其中加入硝酸钠，请判断该方案是否可行？

可行

若不可行，请说明原因．若可行，请写出反应的离子方程式

3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

．
（2）若将过量铜粉与一定量浓硝酸反应，当反应完全停止时，共收集到的气体1.12L（标准状况），则该气体的成分是

NO₂、NO

．则反应中所消耗的硝酸的物质的量可能为

B

A．0.1mol    B．0.15mol    C．0.2mol    D．0.25mol
（3）①甲同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H₂O₂后，铜片溶解，并且该反应的产物只有氯化铜和水．则在该反应中，H₂O₂的作用是

氧化

剂，该反应的化学方程式为

Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O

．
②乙同学提出，设计一个常见的实验装置，在一定条件下，不需再外加化学试剂，就能将铜溶解在盐酸中．请写出该反应的化学方程式：

Cu+2HCl

电解  .

CuCl₂+H₂↑

，画出相应的装置图并指明电极材料

．

Answer 1

分析：（1）①根据铜只能和浓硫酸反应和稀硫酸不反应的性质判断；
②根据在酸性条件下，NO₃^-具有强氧化性，能与Cu发生氧化还原反应的性质分析；
（2）过量铜粉与一定量浓硝酸反应，反应开始是生成NO₂，发生：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；随着反应的进行，硝酸浓度降低，稀硝酸与铜反应生成NO，
发生：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（3）①盐酸不能与金属铜反应，但可以与氧化铜反应，所以双氧水的作用是将金属铜氧化为CuO，然后氧化铜溶于盐酸；
②设计电解池，令金属铜作阳极，盐酸为电解质溶液，发生反应为：Cu+2HCl

电解  .

CuCl₂+H₂↑．

解答：解：（1）①铜只能和浓硫酸反应和稀硫酸不反应，Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+H₂O，浓硫酸的物质的量为0.1L×18mol/L=1.8mol，如被还原的硫酸是0.9mol，
则生成n（SO₂）=0.9mol，V（SO₂）=0.9mol×22.4L/mol=20.16L，但随着铜和浓硫酸的反应的进行，酸的浓度越来越小，不再产生二氧化硫，则生成二氧化硫的体积小于20.16L，
只有D符合，故答案为D；
②若使剩余的铜片继续溶解，可向其中加入硝酸盐，溶液中有H⁺，再加入硝酸盐引入NO₃^-，在酸性条件下，NO₃^-具有强氧化性，能与Cu发生氧化还原反应，
反应为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：可行；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）过量铜粉与一定量浓硝酸反应，反应开始是生成NO₂，发生：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；随着反应的进行，硝酸浓度降低，稀硝酸与铜反应生成NO，
发生：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
气体的物质的量为

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，
当生成气体全部为NO₂时，消耗的硝酸的物质的量为0.05mol×2=0.10mol，
当生成气体全部为NO时，消耗的硝酸的物质的量为0.05mol×4=0.20mol，所以消耗的硝酸的物质的量介于0.10mol和0.20mol之间，只有B符合，
故答案为：NO₂、NO；B；
（3）①盐酸不能与金属铜反应，但可以与氧化铜反应，所以双氧水的作用是将金属铜氧化为CuO，然后氧化铜溶于盐酸，反应的方程式为Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O，
故答案为：氧化；Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O；
②若要设计实验，使金属铜溶于盐酸，可设计原电池，令金属铜作负极，发生吸氧腐蚀，但这一过程比较缓慢，也可以设计电解池，令金属铜作阳极，盐酸为电解质溶液，
发生反应为：Cu+2HCl

电解  .

CuCl₂+H₂↑，从而得出实验图，
故答案为：Cu+2HCl

电解  .

CuCl₂+H₂↑；．

点评：本题考查硝酸和硫酸的性质，题目难度中等，本题注意易忽视的几个问题①铜只能和浓硫酸反应；②在酸性条件下，NO₃^-具有强氧化性③过量铜粉与一定量浓硝酸反应，反应开始是生成NO₂，稀硝酸与铜反应生成NO，④设计电解池，令金属铜作阳极，盐酸为电解质溶液．