Question

某類硝酸鹽受熱分解的產物為不含氮元素的固體物質和NO₂、O₂氣體：
（1）某種硝酸鹽受熱分解后，若產生NO₂和O₂的物質的量之比為6：1，則金屬元素的價態(tài)在反應過程中

 

（填“升高”、“降低”、“不變”）
（2）現(xiàn)取mgCu（NO₃）₂無水晶體，強熱使其分解，得到NO₂、O₂和ng固體．將氣體用水充分吸收后，結果還有氣體剩余，同時得到100mL溶液，則：殘留固體成分可能是

 

（用化學式表示）；所得溶液的物質的量濃度是

 

（用只含m的代數式表示）；
（3）（2）中m=3.76，n=1.52．試通過計算確定殘留固體的成分及其質量．

Answer 1

考點：氧化還原反應的計算

專題：氧化還原反應專題

分析：（1）某金屬的硝酸鹽受熱分解生成NO₂、O₂，氮元素化合價由+5價降低為+4價，氧元素化合價由-2價升高為0價，根據NO₂和 O₂的物質的量之比為6：1，計算氮原子得到的電子、氧原子失去的電子，根據電子轉移守恒，判斷金屬元素化合價變化；
（2）NO₂、O₂通入水中發(fā)生4NO₂+O₂+2H₂O=HNO₃，如二者恰好反應，則生成固體為CuO，氣體剩余，應為氧氣，由元素化合價升降總數相等可知，Cu元素化合價降低，還應生成Cu₂O，N元素全被以NO₂氣體生成，結合N元素守恒計算濃度；
（3）從質量守恒的角度列式計算．

解答： 解：（1）某金屬的硝酸鹽受熱分解生成NO₂、O₂，氮元素化合價由+5價降低為+4價，氧元素化合價由-2價升高為0價，生成的二氧化氮和氧氣的物質的量之比為6：1，
令NO₂和 O₂的物質的量分別為6mol、1mol，氮原子得到的電子物質的量為6mol×（5-4）=6mol，氧原子失去的電子為1mol×2×[0-（-2）]=4mol，
氧化還原反應中，得失電子數目應相等，則金屬化合價應升高，失電子被氧化，
故答案為：升高；
（2）NO₂、O₂通入水中發(fā)生4NO₂+O₂+2H₂O=HNO₃，如二者恰好反應，則生成固體為CuO，氣體剩余，應為氧氣，由元素化合價升降總數相等可知，Cu元素化合價降低，還應生成Cu₂O，
則剩余固體可能為CuO和Cu₂O的混合物或Cu₂O，
N元素全被以NO₂氣體生成，通入水中發(fā)生4NO₂+O₂+2H₂O=HNO₃，n（HNO₃）=n（NO₂）=2n（Cu（NO₃）₂）=

mg

188g．mol

×2=

m

94

mol，
所得溶液的物質的量濃度是c（HNO₃）=

m 94 mol

0.1L

=

5m

47

mol/L，
故答案為：CuO和Cu₂O的混合物或Cu₂O；

5m

47

mol/L；
（3）如m=3.76，n=1.52，則
n（Cu（NO₃）₂）=

3.76g

188g/mol

=0.02mol，則n（NO₂）=0.04mol，
取全被生成Cu₂O，則m（Cu₂O）=0.01mol×144g/mol=1.44g＜1.52g，則說明固體為CuO和Cu₂O的混合物，
設固體中含有xmolCuO，ymolCu₂O，
則

x+2y=0.02 80x+144y=1.52

，
解之得x=0.01，y=0.005，
則m（CuO）=0.8g，m（Cu₂O）=0.72g，
答：m（Cu₂O）=0.72g，m（CuO）=0.8g．

點評：本題考查氧化還原反應的計算，為高考高頻考點，側重于基本概念的理解和掌握的考查，注意氧化還原反應中化合價升降總數相等，根據電子轉移守恒判斷是關鍵，注意守恒思想的應用，難度不大．