某兴趣小组设计出下图所示装置来进行“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化．实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热

题文

某兴趣小组设计出下图所示装置来进行“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化．
（1）实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是______．
（2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸．c中反应的化学方程式是______；再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是______．
（3）上表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是______，原因是______．
（4）该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO₄＞Cl₂＞Br₂，则c中加入的试剂是______
d中加入的试剂是______，实验现象为______；但此实验的不足之处是______．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）因实验前要检查装置气密性，这是检查装置气密性的常见方法，故答案为：检查装置气密性；
（2）因铜与浓硝酸反应：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，由a向c中加2mL蒸馏水，硝酸进行的稀释，反应变缓，同时因二氧化氮能与水反应：3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO，c中气体颜色变浅，故答案为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；反应变缓，气体颜色变淡；
（3）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，硝酸的利用率为12；
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，硝酸的利用率为34；
此过程用方程式可表示为：2Cu+O₂  △  .  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，环保且没有多消耗原料，故答案为：丙；耗酸量最少，无污染；
（4）根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，利用KMnO₄与浓盐酸反应：2KMnO4KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
再利用产生的氯气与KBr溶液反应得到溴：Cl₂+2KBr=2KCl+Br₂，所以c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色，同时要注意尾气吸收，
故答案为：KMnO₄；KBr溶液（含Br^-的溶液）；c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色；没有处理尾气．

解析

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考点

据考高分专家说，试题“某兴趣小组设计出下图所示装置来进行“铜与.....”主要考查你对 [氧化性、还原性强弱的比较 ]考点的理解。

氧化性、还原性强弱的比较

氧化性：
是指物质得电子的能力。处于高价态的物质一般具有氧化性。
还原性：
是指物质失电子的能力，一般低价态的物质具有还原性。

氧化性，还原性强弱的比较方法：

(1)根据氧化还原反应方程式判断
氧化性：氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性
还原性：还原剂的还原性>还原产物的还原性
(2)根据金属（非金属）活动性顺序判断
①金属活动性顺序


②非金属活动性顺序

(3)根据与同一物质反应的难易（条件）判断：
当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可根据反应条件高低来进行判断。
例：



三个反应还原剂都是浓盐酸，氧化产物都是氯气，氧化剂分别是高锰酸钾、二氧化锰、氧气，有反应方程式可得，反应条件越来越难，可得结论：氧化性KMnO₄> MnO₂> O₂
(4)根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物价态高低来判断氧化剂氧化性的强弱。
例如：，
②非金属活动性顺序

(3)根据与同一物质反应的难易（条件）判断：
当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可根据反应条件高低来进行判断。
例：



三个反应还原剂都是浓盐酸，氧化产物都是氯气，氧化剂分别是高锰酸钾、二氧化锰、氧气，有反应方程式可得，反应条件越来越难，可得结论：氧化性KMnO₄> MnO₂> O₂
(4)根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物价态高低来判断氧化剂氧化性的强弱。
例如：，
，可得：氧化性Cl₂>S
注：不能通过氧化剂化合价降低的多少来判断氧化性的强弱。
(5)根据元素周期表判断
①同周期主族元素从左→右，金属单质还原性逐渐减弱（对应的阳离子的氧化性逐渐增强），非金属单质氧化性逐渐增强（对应的阴离子的还原性逐渐减弱）；
同主族元素从上→下，金属单质还原性逐渐增强（对应的阳离子的氧化性逐渐减弱），非金属单质氧化性逐渐减弱（对应的阴离子的还原性逐渐增强）。
注：元素在周期表中越是位于左下方，其单质的还原性越强，其阳离子的氧化性越弱；元素在周期表中越是位于右上方，其单质的氧化性越强，其阴离子的还原性越弱。
(6)根据原电池、电解池的电极反应判断氧化性、还原性的强弱 (根据这个规律也可判断原电池、电解池电极)
①两种不同金属构成原电池的两级：负极：金属电子流出，正极：金属电子流入
还原性：负极>正极
②用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
(7)根据物质浓度的大小比较：
具有氧化性（或还原性）的物质的浓度越大，其氧化性（还原性）越强，反之，其氧化性（还原性）越弱。例如：氧化性HNO₃(浓)>HNO₃(稀)；还原性 HCl(浓)>HCl(稀)
(8)根据氧化剂、还原剂性质的影响因素判断
①温度：一般温度高氧化剂的氧化性强（浓H₂SO₄与Cu常温不反应，加热则反应）。
②酸碱性：一般在酸性条件下氧化剂的氧化性增强。如KMnO₄在酸性条件下氧化能力更强；KClO₃能氧化浓盐酸中的Cl^- → Cl₂，而不能氧化NaCl中的Cl^-；又如在中性溶液中Fe²⁺与NO₃^-可共存但在H⁺存在的条件下Fe²⁺与NO₃^-不共存等。

知识扩展：

一般来说，同种元素形成的物质，元素价态越高，氧化性越强。例如：氧化性 KMnO₄>MnO₂，但是，也不完全按这个规律，比如 HClO>HClO₂>HClO₃>HClO₄，再有HNO₂>HNO_{3 。}这是因为：氧化性的强弱是看物质得失电子的难易程度，容易失电子的物质还原性强，容易得电子的物质氧化性强。次氯酸很不稳定，容易分解，得到盐酸和氧气（2HClO==2HCl+O₂），由此可知，次氯酸中氯元素很容易得电子，则氧化性强。亚硝酸只能存在于很稀的冷溶液中，溶液浓缩或加热时，很容易就分解成H₂O和N₂O₃，故HNO₂的氧化性更强。