Question

【題目】為制取硝酸銅,某同學設計了如下四種方法:①銅與濃硝酸反應制取硝酸銅;②銅與稀硝酸反應制取硝酸銅;③銅先與空氣反應制取氧化銅,再與硝酸反應制取硝酸銅;④銅與硝酸銀溶液反應制取硝酸銅。

(1)方法②中被氧化的銅與被還原的硝酸的物質的量之比是 。

(2)“綠色化學”是當今社會提出的一個新概念。在“綠色化學”工藝中,杜絕污染源,提高原子利用率是綠色化學的重要衡量指標。請從“綠色化學”和經濟效益角度考慮,大量制取硝酸銅宜采用上述第 (填序號)種方法,原因是 。

Answer 1

【答案】(1)3∶2

(2)③;只有方法③中硝酸的利用率高,成本低且無污染氣體產生,而方法①、②中原子利用率不高且會產生污染,方法④中的成本偏高,經濟效益差

【解析】(1)方法②中銅與稀硝酸反應的化學方程式為3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,在反應中消耗的8分子硝酸中,只有2分子的化合價降低,即只有2分子被還原,所以銅與被還原的硝酸的物質的量之比為3∶2。(2)方法①中銅與濃硝酸反應的化學方程式為Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,銅與濃、稀硝酸反應時不是所有的N都轉化成硝酸銅,另外在反應時會產生NO、NO2兩種污染氣體;方法④中用硝酸銀作反應物時的成本太高;方法③中是銅與氧氣反應生成氧化銅,再用氧化銅與硝酸反應,則硝酸中的N全部進入了硝酸銅中,所以原子利用率最高,且在生產過程中不產生污染。綜上所述,方法③最合理。