Question

若氢气还原氧化铜的反应进行得不完全，便得到 Cu、Cu₂O、CuO的固体混合物．某化学兴趣小组同学为测定上述固体的组成进行如下操作：取一定质量的均匀固体混合物A，将其分成两等分，取其中一份用足量氢气还原，测得反应后的固体质量减少3.20g，另一份加入500mL的稀硝酸，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体2.24L．
请根据以上操作计算：
（1）A中，n（Cu）+n（Cu₂O）=

 

（2）A中，n（CuO）的取值范围是

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）根据电子转移守恒，每一份中[n（Cu）+n（Cu₂O）]×2=3n（NO），据此计算；
（2）其中一份混合物用足量的氢气还原，反应后固体质量减少3.20g混合物中O元素的质量，O原子的物质的量为

3.2g

16g/mol

=0.2mol，根据O原子守恒，每一份中n（Cu₂O）+n（CuO）=0.2mol，结合（1）中关系式，利用极限法计算n（CuO）的取值范围．

解答： 解：（1）NO的物质的量为

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，
Cu和Cu₂O中的Cu的化合价上升，HNO₃中N的化合价下降，根据电子转移守恒：
每一份中[n（Cu）+n（Cu₂O）]×2=n（NO）×3=0.3mol，
则每一份中n（Cu）+n（Cu₂O）=0.15mol，
故混合物A中n（Cu）+n（Cu₂O）=0.15mol×2=0.3mol
故答案为：0.3mol；
（2）固体减少质量为混合物中氧元素的质量，则[n（Cu₂O）+n（CuO）]=

3.2g

16g/mol

=0.2mol，则每份中n（Cu₂O）+n（CuO）=0.2mol，
若每份中n（Cu）=0.15mol，则n（Cu₂O）=0，可得每一份中n（CuO）=0.2mol，混合物A中n（CuO）=0.4mol，
若每份中n（Cu）=0，则n（Cu₂O）=0.15mol，可得每一份中n（CuO）=0.05mol，混合物A中n（CuO）=0.1mol，
故0.1mol＜n（CuO）＜0.4mol；
故答案为：0.1mol＜n（CuO）＜0.4mol．

点评：本题考查混合物计算，侧重考查学生分析计算能力，注意利用电子转移守恒与极限法解答，难度中等．