Question

某化学探究小组拟用废铜屑制取Cu(NO₃）₂并探究其化学性质。

I、如右图所示，用浓HNO₃和过量的废铜屑充分反应制硝酸铜溶液。

（1）写出铜与浓硝酸反应的离子方程式                     。

（2）①装置中NaOH溶液的作用是                  。

②欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤依次是：蒸发浓缩、         、过滤、        、烘干。

③你认为此装置是否合理，并说明原因              。

Ⅱ、为了探究Cu(NO₃）₂热稳定性，探究小组按下图装置进行实验。（图中铁架台、铁夹和加热仪器均略去）

（3）往试管中放入研细的无水Cu(NO₃）₂晶体并加热，观察到试管中有红棕色气体生成，最终残留黑色粉末；在集气瓶中收集到无色气体。由此判断Cu(NO₃）₂受热分解的化学方程式为                。

Ⅲ、利用Cu(NO₃）₂制备浅绿色的碱式碳酸铜[CuCO₃·Cu(OH）₂]。

向大试管中加入一定量的碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热，用0.4 mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤、洗涤、干燥，得到样品。下表是化学探究小组的实验记录，据此回答相关问题：

实验序号	1	2	3	4
温度／℃	35	50	70	95
样品颜色	深蓝色	深蓝色	浅绿色	暗蓝色

（4）95℃时，制得的样品颜色发暗的可能原因是：             。

（5）70℃时，实验得到3.82 g样品，取此样品加热至分解完全（杂质不反应），得到3.20 g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是           。

Answer

（1）Cu＋4H+＋2NO3-＝Cu2+＋2NO2↑＋2H2O；

（2）①吸收氮氧化物，防止污染空气；②冷却结晶；洗涤；③不合理，密闭体系中立即产生大量气体，会有安全隐患（或者合理，慢慢挤压，胶头滴管控制反应速率，使NaOH溶液及时吸收NO2）；

（3）2Cu(NO3）22CuO＋4NO2↑＋O2↑；

（4）含有黑色的氧化铜；

（5）58.1%；

【解析】

试题分析：（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水，反应离子方程式为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，故答案为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；

（2）①反应生成的氮的氧化物是大气污染气体，被氢氧化钠溶液吸收，防止污染，故答案为：吸收氮氧化物，防止污染空气；

②从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤依次是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，故答案为：冷却结晶；洗涤；

③该装置有一定的合理性和不合理性，密闭体系中立即产生大量气体，会有安全隐患；如果慢慢挤压，胶头滴管控制反应速率，使NaOH溶液及时吸收NO2，可以防止应气体快速生成，导致装置内压强增大引起是安全隐患，故答案为：不合理，密闭体系中立即产生大量气体，会有安全隐患（或者合理，慢慢挤压，胶头滴管控制反应速率，使NaOH溶液及时吸收NO2）；

（3）根据信息Cu（NO3）2受热分解生成氧化铜、二氧化氮和氧气，方程式为Cu（NO3）22CuO+4NO2↑+O2↑，故答案为：Cu（NO3）22CuO+4NO2↑+O2↑；

（4）氢氧化铜受热容易分解生成黑色的氧化铜，因此95℃时，制得的样品颜色往往发暗，故答案为：含有黑色的氧化铜；

（5）根据CuCO3·Cu(OH）22CuO+CO2+H2O，生成的二氧化碳和水蒸气的质量为3.82 g-3.20 g=0.62g，则CuCO3·Cu(OH）2的质量为×222=2.22g，样品中碱式碳酸铜的质量分数为×100% =58.1%。故答案为：58.1%。

考点：考查了制备实验方案的设计与评价、物质性质实验方案的设计的相关知识。