Question

某化工廠制取硝酸銅有以下兩種途徑：
A．銅與稀硝酸反應，反應了化學方程式：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
生成了一氧化氮在空氣中很容易被氧化成二氧化氮．
B．銅與濃硝酸反應，該反應了化學方程式為：Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2x↑+2H₂O
（1）試確定X化學式為

 

，硝酸銅中氮元素化合價為

 

（2）對比A、B兩個反應可得到的結論是

 

．
（3）一氧化氮，二氧化氮是大氣污染物，在生產中要盡可能減少排放，判斷：若要制得等質量的硝酸銅，以上的哪種途徑較好？說明理由．（兩條）
（4）根據所學知識，設計制取硝酸銅更合理的途徑為先將銅在空氣中加熱轉化為氧化銅，然后用氧化銅與硝酸反應制得硝酸銅，有關反應化學方程式為：

 

，

 

．
（5）若取6.4g銅加入到50g某稀硝酸中，恰好完全反應，計算原稀硝酸中溶質的質量分數．

Answer 1

分析：根據質量守恒定律：原子的種類和數量不發生變化就可確定物質的化學，根據在化合物中各元素的化合價的代數和為零的原則，可求出某元素的化合價；由于一氧化氮和二氧化氮都是有毒氣體，因此直接用金屬銅和硝酸反應來制取硝酸銅不是理想的選擇．

解答：解：（1）由于原子的種類和數量在化學反應前后不發生變化，即可確定X是二氧化氮；根據在化合物中元素的化合價的代數和為0，可設氮元素的化合價為x，則+2+（x-2×3）×2=0，則x=+5，故答案為：NO₂，+5價
（2）由于稀硝酸得到是一氧化氮，而濃硝酸生成的是二氧化氮，故答案為：反應物濃度不同，生成物可能不同
（3）由于8HNO₃（稀）～3Cu（NO₃）₂～2NO，而4HNO₃（濃）～Cu（NO₃）₂～2NO₂，比較不難看出若要得到質量的硝酸銅消耗的稀硝酸少，而且生成的氣體少，因此A較好，故答案為：A途徑好，制取等量的硝酸銅A方案節省原料，產生污染物少
（4）銅和空氣中的氧氣在加熱條件下會生成氧化銅，而氧化銅和硝酸反應生成硝酸銅和水，故答案為：2Cu+O₂?2CuOCuO+2HNO₃=Cu（NO₃）₂+H₂O
（5）設稀硝酸中溶質的質量為x
3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
192  504
6.4g  x

x= 504×6.4g 192 =16.8g 16.8g 50g ×100%=33.6%

答：原稀硝酸中溶質的質量分數為33.6%．

點評：本題難度不是很大，主要考查了金屬的某些化學性質及有關的計算，從而培養學生分析問題、解決問題的能力．