Question

鹽酸、硫酸、硝酸是中學階段常見的三種強酸．現(xiàn)就三大強酸與金屬銅的反應回答問題：
（1）我們知道，稀鹽酸與Cu不反應，但在稀鹽酸中加入H₂O₂后，則可使銅順利溶解，該反應的化學反應方程式為

H₂O₂+Cu+2HCl=CuCl₂+2H₂O

．
（2）在一定體積的18mol/L的濃硫酸中加入過量銅片，加熱使之反應，被還原的硫酸為0.9mol．則濃硫酸的實際體積

大于

（填“大于”“等于”或“小于”）100mL，你認為其主要原因是

隨著反應的進行，濃硫酸變成稀硫酸，Cu和稀硫酸不反應

．
（3）甲同學取一定量的銅與濃硝酸反應，發(fā)現(xiàn)有紅棕色的氣體生成，甲同學認為紅棕色的氣體一定是NO₂，但是測量該實驗產生的紅棕色氣體的摩爾質量，發(fā)現(xiàn)并不等于46g/mol．請結合化學反應方程式分析所有可能的原因

硝酸由濃變稀，發(fā)生反應3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，同時存在反應2NO₂?N₂O₄

．
（4）分別將等質量的銅片與等體積均過量的濃硝酸、稀硝酸反應，所得到的溶液前者呈綠色，后者呈藍色，對于前者呈綠色的原因甲同學認為是該溶液中硝酸銅的質量分數(shù)較高所致，而乙同學認為是該溶液中溶解了生成的氣體．同學們分別設計了以下4個實驗來判斷兩種看法是否正確．這些方案中可行的是（選填序號）

①③④

①加熱該綠色溶液，觀察顏色變化
②加水稀釋綠色溶液，觀察顏色變化
③向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化
④向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應產生的氣體，觀察顏色．

Answer 1

分析：（1）銅和雙氧水、鹽酸反應生成氯化銅、水；
（2）銅和濃硫酸反應但和稀硫酸不反應；
（3）濃硝酸和銅反應生成二氧化氮，但稀硝酸和銅反應生成一氧化氮；二氧化氮能自身發(fā)生反應生成四氧化二氮；
（4）根據(jù)改變溶液中硝酸銅的質量分數(shù)或溶解氣體的濃度是否影響溶液的顏色來判斷．

解答：解：（1）銅和雙氧水、鹽酸反應生成氯化銅和水，反應方程式為H₂O₂+Cu+2HCl=CuCl₂+2H₂O，
故答案為：H₂O₂+Cu+2HCl=CuCl₂+2H₂O；
（2）濃硫酸和銅反應生成二氧化硫，稀硫酸和銅不反應，所以被還原的硫酸為0.9mol．則濃硫酸的實際體積大于100mL，
故答案為：大于；隨著反應的進行，濃硫酸變成稀硫酸，Cu和稀硫酸不反應；
（3）隨著反應的進行，濃硝酸變成稀硝酸，稀硝酸和銅反應生成一氧化氮不是二氧化氮，且生成的二氧化氮自身能發(fā)生反應生成四氧化二氮，導致測量該實驗產生的紅棕色氣體的摩爾質量不等于46g/mol，
故答案為：硝酸由濃變稀，發(fā)生反應3Cu+8HNO₃=3Cu （NO₃）₂+2NO+4H₂O，同時存在反應2NO₂?N₂O₄；
（4）要證明是Cu（NO₃）₂濃度過低或是溶解了NO₂導致裝置中溶液呈綠色，一是可設計將溶解的NO₂趕走（①③方案）再觀察顏色變化．二是增加溶液中Cu（NO₃）₂溶液的濃度（④方案）觀察反應后的顏色變化，故答案為：①③④．

點評：本題考查了銅和硝酸的反應實驗，難點是（4）題，會設計實驗驗證是Cu（NO₃）₂濃度過低或是溶解了NO₂導致裝置中溶液呈綠色，設計實驗是高考的熱點，也是學習的難點．