Question

無(wú)水硝酸銅極易吸水，加熱到210℃升華，它和Cu(NO₃)₂ ·3H₂O晶體的化學(xué)性質(zhì)有較大差異, Cu(NO₃)₂ ·3H₂O晶體加熱到170℃分解。已知:乙酸乙酯的沸點(diǎn)為77 ℃。
（1）加熱蒸干Cu(NO₃)₂ 溶液得不到無(wú)水硝酸銅的原因是_____________。
（2）將銅片加人到N₂ O ₄的乙酸乙酯溶液中可制得無(wú)水硝酸銅，同時(shí)生成NO,寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________；從乙酸乙醋中分離出無(wú)水硝酸銅的實(shí)驗(yàn)操作是_____________。
（3）為探究Cu(NO₃)₂ ·3H₂O受熱分解的產(chǎn)物，某探究小組利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(圖中夾持和加熱裝置去)

往試管A中加人研細(xì)的Cu(NO₃)₂ ·3H₂O體并加熱，觀察到試管A中有紅棕色氣生成，最終殘留黑色粉末；U型管中有液體生成，在試管B中收集到無(wú)色氣體。
①當(dāng)導(dǎo)管口不再有氣池冒出時(shí)，反應(yīng)停止，拆除裝置的操作首先是______。
②試管B中收集到的氣體一定含有______。
（4）鋅與Cu(NO₃)₂溶液能發(fā)生反應(yīng)。在一支試管中注人1 mol·L^-1的Cu(NO₃)₂溶液，再放入一塊鋅片，觀察到在反應(yīng)初期有大量無(wú)色氣泡冒出，同時(shí)鋅片上析出紅色固體。該小組猜想氣體的成分，并設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表。

Answer 1

（1）Cu(NO₃)₂在溶液中易水解生成Cu(OH)₂和易揮發(fā)的HNO₃，加熱，水解程度更大（2分）
（2）2N₂O₄+Cu＝Cu(NO₃)₂+2NO↑（沒(méi)配平扣1分，沒(méi)“↑”不扣分，3分）蒸餾  （2分）
（3）①移出水槽中的導(dǎo)管B（其它合理答案也給分，2分）②O₂（2分）（4）

設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
往小試管中注入空氣（或使試管口露置于空氣中）	若試管口氣體變?yōu)榧t棕色，證明該氣體是NO，反之不是。
將小試管的管口靠近火焰	若有爆鳴聲，證明該氣體是H2，反之不是

 
（上述實(shí)驗(yàn)兩種方案，答對(duì)一種即給分，其它方案如合理也給分；結(jié)論為O₂不給分，實(shí)驗(yàn)步驟1分，現(xiàn)象1分，結(jié)論2分，共4分）

試題分析：（1）Cu(NO₃)₂在溶液中易水解生成Cu(OH)₂和易揮發(fā)的HNO₃，水解吸熱，加熱，水解程度更大，因此加熱蒸干Cu(NO₃)₂ 溶液。
（2）將銅片加人到N₂ O ₄的乙酸乙酯溶液中可制得無(wú)水硝酸銅，同時(shí)生成NO,則根據(jù)原子守恒以及電荷守恒看寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2N₂O₄+Cu＝Cu(NO₃)₂+2NO↑；由于乙酸乙酯的沸點(diǎn)為77 ℃，所以從乙酸乙醋中分離出無(wú)水硝酸銅的實(shí)驗(yàn)操作是蒸餾。
（3）①由于排水法收集氣體時(shí)溫度降低后容易倒吸，因此反應(yīng)停止，拆除裝置的操作首先是移出水槽中的導(dǎo)管B。
②試管A中有紅棕色氣生成，因此氣體是NO₂。最終殘留黑色粉末，該黑色粉末應(yīng)該是氧化銅；U型管中有液體生成，此時(shí)NO₂轉(zhuǎn)化為四氧化二氮。所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒可知，反應(yīng)中一定還有氧化產(chǎn)物氧氣產(chǎn)生，則在試管B中收集到無(wú)色氣體一定含有氧氣。
（4）硝酸銅溶液中銅離子水解溶液顯酸性，另外NO₃^－還具有氧化性，因此鋅與硝酸銅溶液反應(yīng)生成的無(wú)色氣體可能是氫氣或NO。檢驗(yàn)NO可以利用NO極易被氧化生成紅棕色NO₂來(lái)驗(yàn)證。而氫氣是可燃性氣體，所以可以利用爆鳴法進(jìn)行驗(yàn)證。