Question

Ⅰ．硝酸銅在1000℃時分解：Cu（N0₃）₂═Cu+2NO₂↑+O₂，用試管收集一試管氣體并倒立于盛水的水槽中，觀察到的現象是

 

，若溶質不擴散，試管內溶液中溶質的物質的量濃度是

 

（假設在標準狀況下）．
Ⅱ．工業上生產硝酸銅晶體的流程圖如圖1：

①若保溫去鐵反應生成氣體是NO時，則離子方程式是

 

．
②蒸發濃縮時，要用硝酸調節溶液的pH=1，其目的是

 

（結合離子方程式說明）．
③如圖2所示為硝酸銅晶體[Cu（NO₃）₂?nH₂O]的溶解度曲線（溫度在30℃前后對應不同的晶體），從圖中獲取如下信息，不正確的有

 

（填字母）．
a．C點溶液為Cu（NO₃）₂的不飽和溶液
b．30℃時結晶可析出兩種晶體
c．按上述流程最終得到的晶體是Cu（NO₃）₂?3H₂O
d．將A點溶液升溫至30℃時，可以析出Cu（NO₃）₂?3H₂O晶體
④某些共價化合物（如H₂O、NH₃、N₂O₄等）在液態時發生了微弱的電離，如：2H₂O═OH^-+H₃O⁺，則液態NH₃電離的方程式是

 

，液態N₂O₄電離得到電子數相差18的陰陽離子，因此可用Cu與液態．N₂O₄反應制備無水硝酸銅，其反應的化學方程式是

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：Ⅰ．二氧化氮和氧氣、水反應可生成硝酸，反應的方程式為4NO₂+O₂+2H₂O=4HN0₃，反應后氧氣剩余；
Ⅱ．鐵比銅活潑，可與適量硝酸反應而除去，去鐵后的銅與硝酸反應生成硝酸銅，在硝酸酸性環境中蒸發濃縮，可得到硝酸銅晶體，結合題目要求解答該題．

解答： 解：Ⅰ．二氧化氮和氧氣、水反應可生成硝酸，反應的方程式為4NO₂+O₂+2H₂O=4HN0₃，可觀察到紅棕色氣體溶解成無色溶液，試管中的氣柱為無色，反應后氧氣剩余，
設有2molNO₂，1molO₂，則可生成2molHN0₃，反應后溶液的體積為2.5mol×22.4L/molml（反應的二氧化氮和氧氣的體積），
得到的溶液的濃度為

2mol

2.5mol×22.4L/mol

=0.036 mol?L^-1，
故答案為：紅棕色氣體溶解成無色溶液，試管中的氣柱為無色；0.036 mol?L^-1；
Ⅱ．①若保溫去鐵反應生成氣體是NO時，反應的離子方程式為3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
②由于Cu²⁺發生水解，蒸發濃縮時，要用硝酸調節溶液的pH=1，防止水解生成氫氧化銅沉淀，Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，加入硝酸可抑制水解，
故答案為：由于Cu²⁺發生水解：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，加入硝酸可以抑制硝酸銅的水解；
③a．在一定溫度下，某固態物質在100g溶劑中達到飽和狀態時所溶解的質量，叫做這種物質在這種溶劑中的溶解度溶解度，可知圖中曲線所有的點均為對應溫度下的飽和溶液，故a正確；
b．B點表明在30℃時兩種晶體的溶解度相等，B點為生成晶體的轉折點，兩種晶體可以共存，故b正確；
c．上述流程是在低溫下進行的．最終得到的晶體是Cu（NO₃）₂?6H₂O，故c錯誤；
d．由圖象可以看出，溶液降溫至30℃以下，可以析出Cu（NO₃）₂?6H₂O晶體，故d錯誤，
故答案為：c、d；
④液態NH₃電離的方程式是2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，液態N₂O₄電離得到的兩種離子所含電子數相差18，則液態N₂O₄電離的方程式是；N₂O₄?NO⁺+NO₃^-；Cu與液態N₂O₄反應制得無水硝酸銅，根據質量守恒和電子守恒可寫出反應的化學方程式為Cu+2N₂O₄=Cu（NO₃）₂+2NO↑，
故答案為：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；Cu+2N₂O₄=Cu（NO₃）₂+2NO↑．

點評：本題以銅以及化合物為載體，綜合考查物質的分離、提純，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，題目難度中等，本題注意把握題給信息，注重知識遷移能力的培養．