Question

9．用以下三種途徑來制取等質量的硝酸銅．?
①銅與稀硝酸反應；?②銅與濃硝酸反應；?③銅先與氧氣反應生成氧化銅，氧化銅再跟硝酸反應．
以下敘述不正確的是（　　）

• A． 三種途徑所消耗的銅的質量相等?
• B． 所消耗的硝酸的物質的量是①＞②＞③??
• C． 途徑③的制備方法是最符合“綠色化學”理念的?
• D． 途徑①中被氧化的銅與被還原的硝酸的物質的量比是3：2

Answer 1

分析 制取硝酸銅有關反應為：①3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；②Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；③2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+2HNO₃（稀）=Cu（NO₃）₂+H₂O從以上三組反應可以看出：生成相同質量的Cu（NO₃）₂，消耗相同質量的銅，但消耗硝酸的質量（或物質的量）不相同，途徑①消耗HNO₃最多，途徑②次之，途徑③消耗HNO₃最少，通過比較可以看出，生產Cu（NO₃）₂，途徑③效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO₃的利用率，據此即可解答．

解答 解：方案中節約原料，則反應需步驟簡單，消耗原料較少，為防止污染環境，應盡量少產生或不產生污染性氣體．
①銅與稀硝酸反應，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，制備1molCu（NO₃）₂，需要$\frac{8}{3}$molHNO₃，生成$\frac{2}{3}$mol有毒的NO氣體；
②銅與濃硝酸反應Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，制備1molCu（NO₃）₂，需要2molHNO₃，生成的2molNO₂氣體有毒，是污染性的氣體；
③銅與氧氣反應生成CuO，2Cu+O₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，氧化銅和硝酸反應生成硝酸銅和水，制備1molCu（NO₃）₂，需要2molHNO₃，且沒有生成污染性氣體；
A．制取相同質量的硝酸銅，制備1molCu（NO₃）₂，生成相同質量的Cu（NO₃）₂，①需要1molCu，②需要1molCu，③需要1molCu，所以所消耗的銅的質量相等，故A正確；
B．制備1molCu（NO₃）₂，生成相同質量的Cu（NO₃）₂，①需要$\frac{8}{3}$molHNO₃，②需要4molHNO₃，③需要2molHNO₃，途徑②消耗HNO₃最多，途徑①次之，途徑③消耗HNO₃最少，故B錯誤；
C．由方程式通過比較可以看出，生成相同質量的Cu（NO₃）₂，銅與濃硝酸反應速率最快，但消耗的硝酸最多，且造成較大污染，途徑③效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO₃的利用率，所以途徑③的制備方法是最符合“綠色化學”理念，故C正確；
D．途徑①中銅與稀硝酸反應，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，被氧化的銅與被還原的硝酸的物質的量比是3：2，故D正確；
故選B．

點評 本題考查硝酸銅的制備方案的評價，注意根據相關反應的化學方程式結合環保進行分析是解答的關鍵，題目難度中等，考查了學生對基礎知識的應用能力．