Question

11．从防止污染、减少用酸量之可持续发展的角度分析，下列利用金属铜制取Cu（NO₃）₂的方法中最好的是（　　）

• A． Cu$\stackrel{浓HNO_{3}}{→}$Cu（NO₃）₂
• B． Cu$\stackrel{稀HNO_{3}}{→}$Cu（NO₃）₂
• C． Cu$→_{△}^{Ot}$CuO$\stackrel{HNO_{3}}{→}$Cu（NO₃）₂
• D． Cu$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CuSO₄$\stackrel{Ba（NO_{3}）_{2}}{→}$Cu（NO₃）₂

Answer 1

分析 从经济角度出发，制取等量的硝酸铜时，所用的原料最少，成本最低；从环境保护的角度出发，制取硝酸铜时不对环境造成污染；
A．铜与浓硝酸制取硝酸铜时生成的NO₂会造成大气污染，不环保；
B．铜与稀硝酸制取硝酸铜时生成的NO也会造成大气污染，不环保；
C．铜和氧气反应生成氧化铜，氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜和水，从过程可以看出该过程不会产生有毒气体，环保且没有多消耗原料；
D．铜和浓硫酸反应需要加热消耗能量高，且反应过程中生成的二氧化硫有毒，有污染；

解答 解：假设都制取1mol硝酸铜．
A．铜与浓硝酸制取硝酸铜时的方程式是：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，生成的NO₂会造成大气污染，不环保，制取1mol硝酸铜需消耗1mol铜、4mol硝酸；
B．铜与稀硝酸制取硝酸铜时的方程式是：3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，生成的NO也会造成大气污染，不环保，制取1mol硝酸铜需消耗1mol铜、$\frac{8}{3}$mol硝酸；
C．此过程用方程式可表示为：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+2HNO₃=Cu（NO₃）₂+H₂O，从过程可以看出该过程不会产生有毒气体，制取1mol硝酸铜需消耗1mol铜、2mol硝酸，环保且没有多消耗原料；
D．铜和浓硫酸反应Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，CuSO₄+Ba（NO₃）₂=BaSO₄↓+Cu（NO₃）₂，需要加热消耗能量高，且反应过程中生成的二氧化硫有毒，有污染，制取1mol硝酸铜需消耗1mol铜、1mol硝酸钡，生成1mol硫酸钡；
制取相同物质的量的Cu（NO₃）₂，A、B、C方案中C所消耗的HNO₃的量最少（原料的利用率最高）且不产生污染环境的气体，C、D方案中C原料的利用率最高，且不产生污染环境的气体；
故选C．

点评 本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，涉及物质制备实验及节约原料和防止环境污染，把握物质的性质、反应原理为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度中等．