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    工业上用铜和硝酸为原料制取硝酸铜生产中，先把铜屑在空气中灼烧生成氧化铜，再以等体积水稀释浓硝酸后与氧化铜反应得硝酸铜，试回答：

    （1）为什么不用铜直接和浓硝酸反应?

    （2）浓硝酸用等体积水稀释目的是什么?

    （3）实际操作中使用过量的氧化铜中含有少量杂质铁，该反应要保温，以过热水蒸气加热，经过再结晶以制得纯净的硝酸铜，为什么要保温并通过热水蒸气?

    （4）反应后尾气的污染应怎样处理?

     

    答案：
    解析：

    （1）Cu与浓HNO3反应，生成大量污染环境的NO2，Cu＋4HNO3（浓）══Cu（NO3）2＋2H2O＋2NO2↑，而且从反应看，HNO3只利用了50％，同时浓HNO3又严重地腐蚀设备。

    （2）利用过量的CuO和稀HNO3反应，可以提高HNO3的利用率。

    （3）Cu中常含有Fe杂质，当氧化后过量的CuO和稀HNO3反应在加热条件下进行，既可降低H＋的浓度，又可促进Fe3＋的水解而析出沉淀Fe（OH）3，再经过滤除去。

    （4）由于CuO中含有少量的Cu，与稀HNO3反应会有NO生成，所以尾气经氧化后被NaOH吸收，既消除污染，又可制得NaNO3。

     


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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    化学变化中既有物质变化，也有能量变化，研究化学反应有利于指导工业生产．下列是常见的化学反应：①电解熔融氯化钠 ②氮气与氢气合成氨气 ③锌与稀硫酸反应 ④煅烧石灰石．
    （1）从不同角度可以对上述反应进行分类：从反应前后能量变化角度看上述反应属于放热反应的是
    ②③
    ②③
    （填序号，下同）；从有无电子转移角度看上述反应属于非氧化还原反应的是
    ④
    ④
    ；从反应前后物质种类的变化角度看，①和④均属于
    分解
    分解
    反应；①和②在变化过程中断裂的化学键类型分别为
    离子键
    离子键
    、
    共价键
    共价键
    ．
    （2）反应③在实验室中用于制备氢气，要提高生成氢气的速率下列措施合理的是
    c
    c
    ．
    a．加入硝酸，增大氢离子的浓度     b．用浓硫酸代替稀硫酸
    c．加入少量铜粉                   d．将稀硫酸的体积加倍．
    反应③可以设计成原电池反应，其中负极上反应的物质是
    锌
    锌
    ，电子流向
    正
    正
    极．
    （3）反应②是可逆反应，常应用于工业生产，升高温度正反应速率
    增大
    增大
    （填“增大”、“减小”或“不变”，下同），逆反应速率
    增大
    增大
    ；请列举一项该反应达到平衡的标志
    正反应速率等于逆反应速率
    正反应速率等于逆反应速率
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    在如右图所示的实验装置中，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有铜片和浓硝酸，小烧杯外面倒扣一大烧杯，请回答下列问题：
    （1）实验过程中，一定能观察到的现象有：（所需空白数可根据需要增减）
    ①
    铜片表面产生气泡，铜片慢慢溶解
    铜片表面产生气泡，铜片慢慢溶解
    ；②
    小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色
    小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色
    ；
    ③
    大烧杯中有红棕色气体生成，后来慢慢变成无色
    大烧杯中有红棕色气体生成，后来慢慢变成无色
    ；④
    不填
    不填
    ；
    （2）欲使反应更快进行，应向小烧杯中加入
    粗铜片
    粗铜片
    （填“粗铜片”或“纯铜片”），其原因是
    粗铜片在反应中可形成原电池，加速反应的进行
    粗铜片在反应中可形成原电池，加速反应的进行
    ．
    （3）用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点是
    反应体系封闭，无氮氧化物逸出，不污染环境
    反应体系封闭，无氮氧化物逸出，不污染环境
    ．
    （4）若要验证最终得到的气体中是否有NO，最简便的方法是
    轻轻掀起倒扣的大烧杯，放入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO气体
    轻轻掀起倒扣的大烧杯，放入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO气体
    ．若实验证明最终得到的气体中无NO，则实验结束后大烧杯中液面的变化情况是
    液面上升
    液面上升
    ．
    （5）工业上吸收NO和NO2的混合气体，常使用NaOH溶液．欲使NO和NO2被充分吸收，则NO和NO2的体积应满足
    C
    C
    ．
    （NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O）
    a．V（NO）＞V（NO2）    b．V（NO）＜V（NO2）    c．V（NO）≤V（NO2）

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （10分）某工业废水中仅含下表离子中的5种，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。

    阳离子

    K+  Cu2+   Fe3+   Al3+   Fe2+

    阴离子

    Cl-   CO32-  NO3-  SO42-  SiO32-

    欲探究废水的组成，进行如下实验：

    Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）。

    Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。

    Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。

    Ⅳ．向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

    请推断：

    （1）仅由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是           （写离子符号）。

    （2）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式为：

    ___________________________________

    （3）原溶液中所含阳离子是          ，阴离子是             。（写离子符号）

    【解析】I中说明没有K+，Ⅱ中说明没有Fe3+。无色气体遇空气变成红棕色，说明该无色气体是NO，即加入盐酸后发生了氧化还原反应，而所给离子中只有亚铁离子可以被硝酸氧化，因此一定含有亚铁离子和NO3－。又因为溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，所以溶液中不能含有CO32－和SiO32－。Ⅳ说明含有SO42－，因为浓度均是0.1mol/L，且只有5种离子，所以若铜离子和铝离子同时存在，则不能满足溶液呈电中性，所以二者只能含有一种，因此氯离子必须存在。根据离子的浓度大小可以判断，铜离子存在，铝离子不能存在。

     

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    科目：高中化学 来源：2010-2011学年山东省莱芜市高一（下）期末化学试卷（解析版） 题型：解答题

    化学变化中既有物质变化，也有能量变化，研究化学反应有利于指导工业生产．下列是常见的化学反应：①电解熔融氯化钠 ②氮气与氢气合成氨气 ③锌与稀硫酸反应 ④煅烧石灰石．
    （1）从不同角度可以对上述反应进行分类：从反应前后能量变化角度看上述反应属于放热反应的是______（填序号，下同）；从有无电子转移角度看上述反应属于非氧化还原反应的是______；从反应前后物质种类的变化角度看，①和④均属于______反应；①和②在变化过程中断裂的化学键类型分别为______、______．
    （2）反应③在实验室中用于制备氢气，要提高生成氢气的速率下列措施合理的是______．
    a．加入硝酸，增大氢离子的浓度     b．用浓硫酸代替稀硫酸
    c．加入少量铜粉                   d．将稀硫酸的体积加倍．
    反应③可以设计成原电池反应，其中负极上反应的物质是______，电子流向______极．
    （3）反应②是可逆反应，常应用于工业生产，升高温度正反应速率______（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），逆反应速率______；请列举一项该反应达到平衡的标志______．

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    科目：高中化学 来源：2014届山西省高一下学期期中考试理科化学试卷（解析版） 题型：填空题

    （10分）某工业废水中仅含下表离子中的5种，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L。

    阳离子

    K+  Cu2+   Fe3+   Al3+   Fe2+

    阴离子

    Cl-   CO32-  NO3-  SO42-  SiO32-

    欲探究废水的组成，进行如下实验：

    Ⅰ．用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰（透过蓝色钴玻璃观察）。

    Ⅱ．取少量溶液，加入KSCN溶液无明显变化。

    Ⅲ．另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。

    Ⅳ． 向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

    请推断：

    （1）仅由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是           （写离子符号）。

    （2）将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生的化学方程式为：

    ___________________________________

    （3）原溶液中所含阳离子是           ，阴离子是              。（写离子符号）

    【解析】I中说明没有K+，Ⅱ中说明没有Fe3+。无色气体遇空气变成红棕色，说明该无色气体是NO，即加入盐酸后发生了氧化还原反应，而所给离子中只有亚铁离子可以被硝酸氧化，因此一定含有亚铁离子和NO3－。又因为溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变，所以溶液中不能含有CO32－和SiO32－。Ⅳ说明含有SO42－，因为浓度均是0.1mol/L，且只有5种离子，所以若铜离子和铝离子同时存在，则不能满足溶液呈电中性，所以二者只能含有一种，因此氯离子必须存在。根据离子的浓度大小可以判断，铜离子存在，铝离子不能存在。

     

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