Question

盐酸、硫酸、硝酸是中学阶段常见的三种强酸．现就三大强酸与金属铜的反应回答问题：
（1）我们知道，稀盐酸与Cu不反应，但在稀盐酸中加入H₂O₂后，则可使铜顺利溶解，该反应的化学反应方程式为______．
（2）在一定体积的18mol/L的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9mol．则浓硫酸的实际体积______（填“大于”“等于”或“小于”）100mL，你认为其主要原因是______．
（3）甲同学取一定量的铜与浓硝酸反应，发现有红棕色的气体生成，甲同学认为红棕色的气体一定是NO₂，但是测量该实验产生的红棕色气体的摩尔质量，发现并不等于46g/mol．请结合化学反应方程式分析所有可能的原因______．
（4）分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，对于前者呈绿色的原因甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体．同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确．这些方案中可行的是（选填序号）______
①加热该绿色溶液，观察颜色变化
②加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
③向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
④向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色．

Answer 1

解：（1）铜和双氧水、盐酸反应生成氯化铜和水，反应方程式为H₂O₂+Cu+2HCl=CuCl₂+2H₂O，
故答案为：H₂O₂+Cu+2HCl=CuCl₂+2H₂O；
（2）浓硫酸和铜反应生成二氧化硫，稀硫酸和铜不反应，所以被还原的硫酸为0.9mol．则浓硫酸的实际体积大于100mL，
故答案为：大于；随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸，Cu和稀硫酸不反应；
（3）随着反应的进行，浓硝酸变成稀硝酸，稀硝酸和铜反应生成一氧化氮不是二氧化氮，且生成的二氧化氮自身能发生反应生成四氧化二氮，导致测量该实验产生的红棕色气体的摩尔质量不等于46g/mol，
故答案为：硝酸由浓变稀，发生反应3Cu+8HNO₃=3Cu （NO₃）₂+2NO+4H₂O，同时存在反应2NO₂?N₂O₄；
（4）要证明是Cu（NO₃）₂浓度过低或是溶解了NO₂导致装置中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的NO₂赶走（①③方案）再观察颜色变化．二是增加溶液中Cu（NO₃）₂溶液的浓度（④方案）观察反应后的颜色变化，故答案为：①③④．
分析：（1）铜和双氧水、盐酸反应生成氯化铜、水；
（2）铜和浓硫酸反应但和稀硫酸不反应；
（3）浓硝酸和铜反应生成二氧化氮，但稀硝酸和铜反应生成一氧化氮；二氧化氮能自身发生反应生成四氧化二氮；
（4）根据改变溶液中硝酸铜的质量分数或溶解气体的浓度是否影响溶液的颜色来判断．
点评：本题考查了铜和硝酸的反应实验，难点是（4）题，会设计实验验证是Cu（NO₃）₂浓度过低或是溶解了NO₂导致装置中溶液呈绿色，设计实验是高考的热点，也是学习的难点．