Question

硝酸是一種強(qiáng)氧化性、腐蝕性的強(qiáng)酸，其還原產(chǎn)物因硝酸濃度的不同而有變化，從總體上說(shuō)，硝酸濃度越高，平均每分子硝酸得到的電子數(shù)越少，濃硝酸的還原產(chǎn)物主要為NO₂，稀硝酸的還原產(chǎn)物主要為NO。 實(shí)驗(yàn)室中，常用Cu與濃HNO₃反應(yīng)制取NO₂，用Cu與稀HNO₃反應(yīng)制取NO。
（1）請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室中用Cu與濃HNO₃反應(yīng)制取NO₂的化學(xué)方程式：_____________。
（2）該反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是__________，1 mol氧化劑_________(填“得到”或“失去”)_______ mol電子。
（3）48.0 g Cu與適量的濃HNO₃反應(yīng)，銅全部作用后，共收集到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，反應(yīng)中消耗HNO₃的物質(zhì)的量可能是（   ）
A．1.5 mol        B．2.0 mol        C．2.5 mol        D．3.0 mol
（4）實(shí)際上硝酸不僅可被還原為NO₂或NO，濃度更稀時(shí)硝酸還可以被還原為N₂O、N₂、NH₄NO₃等。請(qǐng)將3種物質(zhì)： FeSO₄、Fe(NO₃)₃和Fe₂(SO₄)₃分別填入下面對(duì)應(yīng)的橫線上，組成一個(gè)未配平的化學(xué)方程式。
HNO₃  ＋  ______    ______ ＋  ______ ＋  N₂O↑ ＋  H₂O
并寫(xiě)出配平后的離子方程式：_________________________。
（5）硝酸的還原產(chǎn)物NO、NO₂、N₂O等對(duì)環(huán)境均有副作用，為了可持續(xù)發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)提出的一個(gè)新概念——“綠色化學(xué)”，它要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng)，則下列由單質(zhì)銅制取硝酸銅的方法可行且符合“綠色化學(xué)”的是（   ）
A．Cu Cu(NO₃)₂
B．Cu CuOCu(NO₃)₂
C．Cu CuOCu(OH)₂Cu(NO₃)₂     
D．CuCuSO₄Cu(NO₃)₂

Answer 1

（1）Cu＋4HNO₃(濃) ＝ Cu(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O；（2）Cu；得到， 1 ；（3）C ；
（4）HNO₃＋FeSO₄ → Fe(NO₃)₃＋Fe₂(SO₄)₃＋N₂O↑＋H₂O  8Fe^2＋＋2NO₃^－＋10H^＋ ＝ 8Fe^3＋＋N₂O↑＋5H₂O
（5）B

解析試題分析：（1）Cu與濃HNO₃反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，化學(xué)方程式為：Cu＋4HNO₃(濃) ＝ Cu(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O；（2）該反應(yīng)中銅元素的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，硝酸中氮元素的化合價(jià)由+5價(jià)降為+4，作氧化劑，1 mol氧化劑得到1mol電子；（3）銅和硝酸反應(yīng)，隨著濃度的減少，硝酸的還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低，銅和濃硝酸反應(yīng)生成NO₂，而與稀硝酸反應(yīng)時(shí)則生成NO，故生成的氣體有NO₂和NO，則n（NO₂）+n（NO）=1mol，即被還原的硝酸的物質(zhì)的量為1mol，48.0 g Cu的物質(zhì)的量為0.75mol，則生成n（Cu（NO₃）₂）=0.75mol，可知表現(xiàn)酸性的硝酸的物質(zhì)的量為0.75mol×2=1.5mol，則：參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為：1mol+1.5mol=2.5mol，選C。（4）所給的物質(zhì)中，HNO₃中氮元素化合價(jià)位于最高價(jià)，具有氧化性，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物為N₂O，能將還原性的FeSO₄氧化為Fe₂（SO₄）₃、Fe（NO₃）₃，故發(fā)生的反應(yīng)為HNO₃＋FeSO₄ → Fe(NO₃)₃＋Fe₂(SO₄)₃＋N₂O↑＋H₂O；根據(jù)離子方程式的書(shū)寫(xiě)原則及氧化還原方程式配平原則寫(xiě)出配平后的離子方程式：8Fe^2＋＋2NO₃^－＋10H^＋ ＝ 8Fe^3＋＋N₂O↑＋5H₂O；（5） A、銅與硝酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一氧化氮、二氧化氮等大氣污染物，錯(cuò)誤；B、該途徑符合綠色化學(xué)原理，正確；C、該流程中氧化銅與水不反應(yīng)，不能制得硝酸銅，錯(cuò)誤；D、該途徑中銅與稀硫酸不反應(yīng)，不能制得硫酸銅；銅與濃硫酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生二氧化硫氣體，污染大氣，錯(cuò)誤，選B。
考點(diǎn)：考查硝酸的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的制備及綠色化學(xué)。