Question

鹽酸、硫酸和硝酸是中學階段常見的“三大酸”．請就“三大酸”與金屬銅反應的情況，回答下列問題：
（1）我們知道，稀鹽酸與銅不反應，但向稀鹽酸中加入H₂O₂后，則可使銅溶解．該反應的化學方程式為______．某同學未加入氧化劑，而是將它設計成一個電解裝置，也能使銅很快溶于稀鹽酸．請在方格中畫出該裝置：
（2）在一定體積的18mol?L^-1的濃硫酸中加入過量的銅片，加熱使之反應，被還原的硫酸是0.9mol，則該硫酸的實際體積______（填大于、等于或小于）100mL．有同學提出：若使剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鹽，可行嗎？______（填“可行”或“不可行”）．如果可行，用離子方程式說明原因；如果不可行，此問可以不填______．
（3）將等質量的銅片分別與等體積、過量的濃硝酸和過量的稀硝酸反應，所得到的溶液前者呈綠色，后者呈藍色，某同學提出可能是Cu²⁺濃度不同引起的，你同意這種看法嗎？______（填“同意”或“不同意”），原因是______．另一同學提出溶液呈“綠色”是溶液中Cu²⁺與NO₂共存的結果，請你設計實驗探究此說法正確與否，請簡述實驗方案、實驗現象及由此得出的結論：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）雙氧水具有氧化性，在酸性環(huán)境下能將金屬銅氧化；用電解原理實現銅和鹽酸的反應，根據電解原理來選擇合適的電解裝置；
（2）銅只能和濃硫酸反應和稀硫酸不反應，銅可以被硝酸氧化；
（3）等質量的銅片分別與等體積、過量的濃硝酸和過量的稀硝酸反應時銅全部轉化為離子；
（4）可以向呈現藍色的硝酸銅中加二氧化氮看是否變綠來證明結論．
解答：解：（1）雙氧水具有氧化性，在酸性環(huán)境下能將金屬銅氧化，方程式為：Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O，用電解原理實現銅和鹽酸的反應，根據電解原理陽極必須是金屬銅，電解質必須是稀鹽酸，故答案為：Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O；
（2）銅只能和濃硫酸反應和稀硫酸不反應，Cu+2H₂SO4（濃）CuSO₄+SO₂↑+H₂O，隨著銅和濃硫酸的反應的進行，酸的濃度越來越小，不再產生二氧化硫，當被還原的硫酸是0.9mol，則18mol?L^-1的濃硫酸的實際體積要大于100mL；若使剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鹽，應為溶液中有H⁺，再加入硝酸鹽引入NO₃^-，相當于存在了硝酸，硝酸能將同溶解，反應實質為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：大于；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）將等質量的銅片分別與等體積、過量的濃硝酸和過量的稀硝酸反應后，所得溶液中Cu²⁺的濃度基本相等，顏色基本相同，若溶液呈“綠色”是溶液中Cu²⁺與NO₂共存的結果，可以向藍色溶液中通入一定量的NO₂來檢驗，
故答案為：不同意；等質量的銅片與等體積、過量的濃硝酸、稀硝酸反應，所得溶液中Cu²⁺的濃度基本相等；將一定量的NO₂通入銅片與稀硝酸反應后的溶液中，若溶液呈綠色，則該同學的結論正確，反之，不正確．
點評：本題考查了金屬銅和酸反應的化學性質，結合了電化學知識，題目綜合性較強，難度較大．