Question

銅合金是人類使用最早的金屬材料，銅在化合物中的常見化合價為+1、+2．已知Cu₂O與稀硫酸反應，溶液呈藍色．現(xiàn)向Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物中，加入1L 0.6mol?L^-1 HNO₃溶液恰好使混合物溶解，同時收集到2 240mL NO氣體（標準狀況）．請回答下列問題：
（1）寫出Cu₂O跟稀硝酸反應的離子方程式

 

．
（2）若將上述混合物用足量的H₂加熱還原，所得到固體的質量為

 

．
（3）若混合物中含0.1mol Cu，將該混合物與稀硫酸充分反應，至少消耗H₂SO₄的物質的為

 

．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算,硝酸的化學性質,銅金屬及其重要化合物的主要性質

專題：守恒法

分析：（1）Cu₂O被稀HNO₃氧化為Cu²⁺，NO₃^-被還原為NO，同時生成H₂O，據此配平寫出反應離子方程式；
（2）Cu、Cu₂O、CuO與0.6mol HNO₃恰好完全反應時生成Cu（NO₃）₂、NO和H₂O，根據N原子守恒可知：n[Cu（NO₃）₂]=

0.6mol-0.1mol

2

=0.25mol，混合物中所含的Cu元素共有0.25mol，根據銅元素守恒可知，用H₂還原Cu、Cu₂O、CuO混合物后應得到0.25mol Cu，根據m=nM計算固體Cu的質量；
（3）根據3Cu～2NO，3Cu₂O～2NO，n（Cu）=0.1mol，n（NO）=0.1mol，可得混合物中Cu₂O為0.05mol，故CuO為0.05mol．混合物中，0.1mol Cu不與稀H₂SO₄反應，0.05molCu₂O、0.05molCuO與稀H₂SO₄反應，根據Cu₂O、CuO中氧原子與H₂SO₄反應結合H⁺生成H₂O，據此計算消耗硫酸．

解答： 解：（1）Cu₂O被稀HNO₃氧化為Cu²⁺，NO₃^-被還原為NO，同時生成H₂O，其反應的離子方程式為：3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O，
故答案為：3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；
（2）Cu、Cu₂O、CuO與HNO₃恰好完全反應時生成Cu（NO₃）₂、NO和H₂O，硝酸的物質的量1L×0.6mol/L=0.6mol，NO的物質的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，根據N原子守恒可知：n[Cu（NO₃）₂]=

0.6mol-0.1mol

2

=0.25mol，混合物中所含的Cu元素共有0.25mol，根據銅元素守恒可知，用H₂還原Cu、Cu₂O、CuO混合物后應得到0.25mol Cu，故固體的質量為0.25mol×64g/mol=16g，
故答案為：16g；
（3）根據3Cu～2NO可知，0.1molCu反應生成NO為

0.2

3

mol，故3Cu₂O～2NO反應生成NO為（0.1mol-

0.2

3

mol），可得混合物中Cu₂O為（0.1mol-

0.2

3

mol）×

3

2

=0.05mol，故CuO為0.25mol-0.1mol-0.05mol=0.05mol，混合物中，0.1mol Cu不與稀H₂SO₄反應，0.05molCu₂O、0.05molCuO與稀H₂SO₄反應，根據Cu₂O、CuO中氧原子與H₂SO₄反應結合H⁺生成H₂O，可得n（H₂SO₄）=0.05mol+0.05mol=0.1mol，
故答案為：0.1mol．

點評：本題考查混合物的有關計算，難度中等，側重對學生思維能力的考查，（2）中注意根據守恒思想進行計算，（3）中利用反應生成水，根據H、O原子關系計算，避免利用方程式的繁瑣．