Question

某化工厂制取硝酸铜有以下两种途径：
A．铜与稀硝酸反应，反应了化学方程式：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
生成了一氧化氮在空气中很容易被氧化成二氧化氮．
B．铜与浓硝酸反应，该反应了化学方程式为：Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2x↑+2H₂O
（1）试确定X化学式为______，硝酸铜中氮元素化合价为______
（2）对比A、B两个反应可得到的结论是______．
（3）一氧化氮，二氧化氮是大气污染物，在生产中要尽可能减少排放，判断：若要制得等质量的硝酸铜，以上的哪种途径较好？说明理由．（两条）
（4）根据所学知识，设计制取硝酸铜更合理的途径为先将铜在空气中加热转化为氧化铜，然后用氧化铜与硝酸反应制得硝酸铜，有关反应化学方程式为：______

.2CuO

Answer

根据质量守恒定律：原子的种类和数量不发生变化就可确定物质的化学，根据在化合物中各元素的化合价的代数和为零的原则，可求出某元素的化合价；由于一氧化氮和二氧化氮都是有毒气体，因此直接用金属铜和硝酸反应来制取硝酸铜不是理想的选择．
【解析】
（1）由于原子的种类和数量在化学反应前后不发生变化，即可确定X是二氧化氮；根据在化合物中元素的化合价的代数和为0，可设氮元素的化合价为x，则+2+（x-2×3）×2=0，则x=+5，故答案为：NO2，+5价
（2）由于稀硝酸得到是一氧化氮，而浓硝酸生成的是二氧化氮，故答案为：反应物浓度不同，生成物可能不同
（3）由于8HNO3（稀）～3Cu（NO3）2～2NO，而4HNO3（浓）～Cu（NO3）2～2NO2，比较不难看出若要得到质量的硝酸铜消耗的稀硝酸少，而且生成的气体少，因此A较好，故答案为：A途径好，制取等量的硝酸铜A方案节省原料，产生污染物少
（4）铜和空气中的氧气在加热条件下会生成氧化铜，而氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜和水，故答案为：2Cu+O2≜2CuOCuO+2HNO3=Cu（NO3）2+H2O
（5）设稀硝酸中溶质的质量为x
3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
192  504
6.4g  x

答：原稀硝酸中溶质的质量分数为33.6%．