Question

【題目】Cu(NO3)2是重要的化工原料。回答下列工業(yè)生產(chǎn)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)室欲制備0.3 mol Cu(NO3)2晶體，甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：

①綠色化學(xué)的角度分析，_________同學(xué)的方案更合理，此同學(xué)可節(jié)約2mol/L的稀硝酸_________mL；

②甲方案的離子方程式為___________；

③乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)通入O2的速率不宜過(guò)大，為便于觀察和控制產(chǎn)生O2的速率，宜選擇__________方案（填字母序號(hào)）。

④B裝置如何檢查氣密性：_________________。

（2）某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)硝酸銅的受熱分解進(jìn)行探究。他們?cè)O(shè)計(jì)了如下左圖裝置加熱Cu(NO3)2固體（加熱及夾持裝置未畫(huà)出）。加熱過(guò)程發(fā)現(xiàn)：裝置①中的固體逐漸變?yōu)楹谏�；裝置②中有氣泡產(chǎn)生，但在上升的過(guò)程中消失；石蕊試液逐漸變?yōu)榧t色，液體幾乎不被壓至裝置③中。請(qǐng)寫(xiě)出Cu(NO3)2受熱分解的化學(xué)方程式：______________；

（3）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見(jiàn)上右圖。該電池在使用過(guò)程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)式為_______________。

Answer 1

【答案】 乙 100 3Cu+8H++2NO3－＝3Cu2++2NO↑+4H2O B 關(guān)閉K1，打開(kāi)分液漏斗的活塞，注入水，觀察漏斗內(nèi)水柱下降后在一定高度保持不變，說(shuō)明氣密性良好 2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑ NO2+NO3――e－=N2O5

【解析】（1）①評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案要從反應(yīng)的可操作性，生成物的性質(zhì)，環(huán)保節(jié)能等方面分析，甲同學(xué)用Cu和稀HNO3反應(yīng)制備Cu(NO3)2的方法，制備0.3molCu(NO3)2晶體，消耗硝酸0.8mol，乙同學(xué)用Cu與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅再與稀硝酸反應(yīng)，制備0.3molCu(NO3)2晶體，消耗硝酸0.6mol，所以乙同學(xué)節(jié)約2mol/L的稀硝酸的體積為(0.80.6)L/2=100mL；②銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2NO3－＝3Cu2++2NO↑+4H2O；③實(shí)驗(yàn)時(shí)通入O2的速率不宜過(guò)大，為便于觀察和控制產(chǎn)生O2的速率，分析裝置可知，利用分液漏斗控制加入過(guò)氧化氫的量能達(dá)到要求，裝置B中生成的氧氣通過(guò)濃硫酸可以干燥氧氣，同時(shí)觀察氣體氣泡冒出的速率控制生成氧氣的速率，所以選擇B裝置；④根據(jù)裝置構(gòu)造可知檢查B裝置氣密性的方法是關(guān)閉K1，打開(kāi)分液漏斗的活塞，注入水，觀察漏斗內(nèi)水柱下降后在一定高度保持不變，說(shuō)明氣密性良好；（2）加熱的是Cu(NO3)2，加熱過(guò)程發(fā)現(xiàn)：裝置②中也有氣泡產(chǎn)生，但在上升的過(guò)程中消失，石蕊試液逐漸變?yōu)榧t色，液體幾乎不被壓至裝置③中，說(shuō)明二氧化氮、氧氣恰好與水反應(yīng)生成硝酸，裝置①中的固體逐漸變?yōu)楹谏�，說(shuō)明生成氧化銅，則方程式為：2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑；（3）該原電池中通入二氧化氮的電極是負(fù)極、通入氧氣的電極是正極，所以I是負(fù)極、II是正極，負(fù)極上生成氧化物，應(yīng)該是二氧化氮失電子和硝酸根離子反應(yīng)生成五氧化二氮，電極反應(yīng)式為NO2+NO3――e－=N2O5。