Question

無水硝酸銅極易吸水，加熱到210℃升華，它和Cu(NO₃)₂ ·3H₂O晶體的化學性質有較大差異, Cu(NO₃)₂ ·3H₂O晶體加熱到170℃分解。已知:乙酸乙酯的沸點為77 ℃。
（1）加熱蒸干Cu(NO₃)₂ 溶液得不到無水硝酸銅的原因是_____________。
（2）將銅片加人到N₂ O ₄的乙酸乙酯溶液中可制得無水硝酸銅，同時生成NO,寫出反應的化學方程式_____________；從乙酸乙醋中分離出無水硝酸銅的實驗操作是_____________。
（3）為探究Cu(NO₃)₂ ·3H₂O受熱分解的產物，某探究小組利用下圖裝置進行實驗。(圖中夾持和加熱裝置去)

往試管A中加人研細的Cu(NO₃)₂ ·3H₂O體并加熱，觀察到試管A中有紅棕色氣生成，最終殘留黑色粉末；U型管中有液體生成，在試管B中收集到無色氣體。
①當導管口不再有氣池冒出時，反應停止，拆除裝置的操作首先是______。
②試管B中收集到的氣體一定含有______。
（4）鋅與Cu(NO₃)₂溶液能發生反應。在一支試管中注人1 mol·L^-1的Cu(NO₃)₂溶液，再放入一塊鋅片，觀察到在反應初期有大量無色氣泡冒出，同時鋅片上析出紅色固體。該小組猜想氣體的成分，并設計的實驗步驟，請填寫下表。

Answer 1

（1）Cu(NO₃)₂在溶液中易水解生成Cu(OH)₂和易揮發的HNO₃，加熱，水解程度更大（2分）
（2）2N₂O₄+Cu＝Cu(NO₃)₂+2NO↑（沒配平扣1分，沒“↑”不扣分，3分）蒸餾  （2分）
（3）①移出水槽中的導管B（其它合理答案也給分，2分）②O₂（2分）（4）

設計的實驗步驟	預期現象和結論
往小試管中注入空氣（或使試管口露置于空氣中）	若試管口氣體變為紅棕色，證明該氣體是NO，反之不是。
將小試管的管口靠近火焰	若有爆鳴聲，證明該氣體是H2，反之不是

 
（上述實驗兩種方案，答對一種即給分，其它方案如合理也給分；結論為O₂不給分，實驗步驟1分，現象1分，結論2分，共4分）

試題分析：（1）Cu(NO₃)₂在溶液中易水解生成Cu(OH)₂和易揮發的HNO₃，水解吸熱，加熱，水解程度更大，因此加熱蒸干Cu(NO₃)₂ 溶液。
（2）將銅片加人到N₂ O ₄的乙酸乙酯溶液中可制得無水硝酸銅，同時生成NO,則根據原子守恒以及電荷守恒看寫出該反應的化學方程式為2N₂O₄+Cu＝Cu(NO₃)₂+2NO↑；由于乙酸乙酯的沸點為77 ℃，所以從乙酸乙醋中分離出無水硝酸銅的實驗操作是蒸餾。
（3）①由于排水法收集氣體時溫度降低后容易倒吸，因此反應停止，拆除裝置的操作首先是移出水槽中的導管B。
②試管A中有紅棕色氣生成，因此氣體是NO₂。最終殘留黑色粉末，該黑色粉末應該是氧化銅；U型管中有液體生成，此時NO₂轉化為四氧化二氮。所以根據氧化還原反應中電子得失守恒可知，反應中一定還有氧化產物氧氣產生，則在試管B中收集到無色氣體一定含有氧氣。
（4）硝酸銅溶液中銅離子水解溶液顯酸性，另外NO₃^－還具有氧化性，因此鋅與硝酸銅溶液反應生成的無色氣體可能是氫氣或NO。檢驗NO可以利用NO極易被氧化生成紅棕色NO₂來驗證。而氫氣是可燃性氣體，所以可以利用爆鳴法進行驗證。