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向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中,加入1 L 0.6 mol·L -1HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到2240 mL NO气体(标准状况)。(已知:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O)

(1)Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式    

(2)若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为   g。

(3)若混合物中含0.1 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,至少消耗H2SO4的物

质的量为  

 

【答案】

(1)3Cu2O+ 14H+ + 2NO3-=6Cu2+ +2 NO↑+ 7H2O           (2)16    (3)0.1mol

【解析】

试题分析:(1)Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为3Cu2O+ 14H+ + 2NO3-=6Cu2+ +2 NO↑+ 7H2O 。(2)n(HNO3)=0.6mol,n(NO)=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol.所以n(Cu(NO3)2)=1/2n(NO3-)=0.25mol.所以若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量即为Cu的质量。m(Cu)= 0.25mol×64g/mol=16g。(3)若混合物中含0.1 mol Cu,根据方程式3Cu+8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知Cu产生的NO的物质的量为0.2/3mol,则Cu2O与硝酸反应产生的NO的物质的量为0.1mol-2/3×0.1mol=0.1/3mol. 在根据3Cu2O+ 14H+ + 2NO3-=6Cu2+ +2 NO↑+ 7H2O 可计算出Cu2O的物质的量为0.0 5mol.所以CuO物质的量为(0.15-0.2/3-0.1/3)mol=0.05mol结合方程式: CuO+H2SO4=CuSO4+H2O; Cu2O+H2SO4=Cu+ Cu SO4+H2O.可知:消耗的H2SO4的物质的量为0.05mol+0.05mol=0.1mol.

考点:考查Cu、Cu2O和CuO与硝酸、硫酸反应原理及离子方程式的书写及个组分含量的计算。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应和比较Cu的+1价化合物与+2价化合物的稳定性,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品,铜丝被卷成螺旋状,一端投入浓H2SO4中,另一端露置在液面上方.

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录.
材料一:小组交流记录
学生1:加热前,无现象发生;加热后,液面下铜丝变黑,产生气泡,有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中,黑色物质是什么?值得探究!
学生2:我也观察到黑色颗粒状物质,后来逐渐转变为灰白色固体,我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4
学生3:你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑,而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚,会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应,我查资料发现:2Cu+S
 V 
.
 
Cu2S(黑色)
材料二、探究实验剪辑
实验1:将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑,然后插入稀硫酸中,铜丝重新变得光亮,溶液呈蓝绿色;将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑,然后插入稀硫酸中无变化.
实验2:截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝,插入稀硫酸中无变化;将浓硫酸液面下方变黑的铜丝,插入稀硫酸、黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色.
实验3:将溶液中的黑色颗粒状物质,经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热,然后冷却,用电子天平称重发现质量减小10%左右.
根据上述材料回答下列问题:
(1)A试管上方的长导管的作用是;
导气、冷凝、回流
导气、冷凝、回流
;D、E两支试管中CCl4
的作用是
防止倒吸
防止倒吸

(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失.写出淡黄色固体消失的化学反应方程式:
S+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O
S+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O

(3)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀.学生1猜想是由于SO2溶解度较大,生成了Ca(SHO32的缘故.请你设计实验验证学生1的猜想
取样后,向其中加氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(其他答案也合理)
取样后,向其中加氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(其他答案也合理)

(4)根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是:
CuO、CuS、Cu2S
CuO、CuS、Cu2S
.(写化学式)
(5)学生2将反应后的反应液稀释后进行检验,发现溶液呈酸性,对比,学生2提出猜想是:铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性,请写出该水解反应的离子方程式:
Cu2++H2OCu(OH)2+2H+
Cu2++H2OCu(OH)2+2H+

你的猜想是:
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性

请你设计一个简单的实验以验证你的猜想:
取稀释后的溶液适量于试管中,加入足量的铁粉,若有无色无味的气体产生,证明硫酸过量(其他答案也合理)
取稀释后的溶液适量于试管中,加入足量的铁粉,若有无色无味的气体产生,证明硫酸过量(其他答案也合理)

(6)该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性,他们取98gCu(OH)2固体,加热至80℃-100℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末X.冷却后称量,X的质量为72g.向X中加入过量稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,据此可推得,X的化学式为
Cu2O
Cu2O
,可以得出的结论是
高于100°C时Cu2O比CuO稳定,在溶液中Cu2+比Cu+稳定
高于100°C时Cu2O比CuO稳定,在溶液中Cu2+比Cu+稳定

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

铜及其化合物一般都具有特征的颜色,例如Cu、Cu2O呈红色,CuO呈黑色,CuSO4?5H2O呈蓝色等.研究性学习小组甲为检测实验室的Cu2O试样中是否含有Cu进行了认真的探究.
Ⅰ.查阅资料:①Cu2O属于碱性氧化物;         ②在空气中灼烧Cu2O生成CuO;
③Cu2O在酸性条件下能发生自身氧化还原反应(Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O).
Ⅱ.设计实验方案:
方案1:取该红色试样溶于足量的稀硝酸中,观察溶液颜色变化
方案2:取该红色试样溶于足量的稀硫酸中,观察是否有残渣
方案3:称得干燥坩埚的质量为a g,取红色试样置于坩埚中称得总质量为b g,在空气中充分灼烧至完全变黑,并在干燥器中冷却,再称量.如此反复多次直到质量不变,称得最后质量为c g.分析数据,作出合理判断.
(1)请你评价方案1和方案2.如果你认为该方案合理,请简述其工作原理;如果你认为该方案不合理,请简述原因.
方案Ⅰ不合理,铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+;方案Ⅱ不合理,Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应,也生成了铜单质
方案Ⅰ不合理,铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+;方案Ⅱ不合理,Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应,也生成了铜单质

(2)方案3中,如果a、b、c的关系符合c=
10
9
(b-a)
10
9
(b-a)
可确认红色粉末是Cu2O
Ⅲ.研究性学习小组乙,设计了新的探究方案,装置如图所示.

(3)简述新探究方案中,气体发生装置的气密性如何检验(操作、现象、结论):
关闭活塞,从长颈漏斗向试管中注入一定量的水,使漏斗内液面高于试管内液面,静置后若漏斗内液面不下降,则装置的气密性良好;液面下降,则装置漏气
关闭活塞,从长颈漏斗向试管中注入一定量的水,使漏斗内液面高于试管内液面,静置后若漏斗内液面不下降,则装置的气密性良好;液面下降,则装置漏气

(4)你认为依据新方案测定上述红色试样成分必须获得下列哪些物理量:(选填序号)
②③⑤
②③⑤
     ①通入氢气体积; ②反应前,红色试样+硬质试管的总质量;
③完全反应后红色固体+硬质试管的总质量;④实验前,干燥管(含药品)的质量;⑤硬质试管质量;⑥锌粒质量;⑦稀硫酸中含溶质的量;⑧实验后,干燥管(含药品)的质量
(5)有人提出,在氢气发生器与硬质试管之间应加一个干燥装置,你认为
需要
需要
(选填“需要”或“不需要”),简述理由
反应后,应让铜粉在氢气流中冷却,如没有干燥管,铜粉将吸湿
反应后,应让铜粉在氢气流中冷却,如没有干燥管,铜粉将吸湿

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科目:高中化学 来源:2014届河北省高三上学期二调考试化学试卷(解析版) 题型:填空题

铜及其化合物在生产生活中有广泛应用,铜在化合物中的常见化合价有+l、+2。已知Cu2O与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。

(1)工业上可用Cu2S+O22Cu+SO2反应制取粗铜,当有32gCu2S消耗时,电子转移数目是         。

(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在50℃,加入H2O2,反应一段时间后,升温到60℃,再反应一段时间后可制得硫酸铜,温度控制在50℃-60℃的两个原因除了加快反应速率外,还有                   。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热,生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式                        

(3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时,发现铜片表面有黑色固体生成。

①甲同学猜想:黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO, 其猜想可用化学方程式表示为:

Cu +  H2SO4                                        

②乙同学认为:黑色固体除CuO外还可能含有Cu2S和CuS.其理由可能是    (填字母)

a.Cu2S和CuS都是黑色的

b.铜与浓硫酸在加热条件下反应,还可能放出O2

c.浓硫酸是氧化剂,铜是还原剂,Cu的化合价上升与S的化合价下降有多种可能

(4)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中,加入1 L 0.6 mol/L HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到2240 mL NO气体(标准状况)。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式                  。若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为         g。若混合物中含0.1 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,至少消耗H2SO4的物质的量为           

 

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年江西省赣州市十一县(市)高三上学期期中联考化学试卷(解析版) 题型:选择题

向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L,固体物质完全反应,生成NO 和Cu(NO32.在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是(  )

A.Cu与Cu2O 的物质的量之比为2:1

B.硝酸的物质的量浓度为2.6mol/L

C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48L

D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol

 

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

铜及其化合物在生产生活中有广泛应用,铜在化合物中的常见化合价有+l、+2。已知Cu2O与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。

(1)工业上可用Cu2S+O22Cu+SO2反应制取粗铜,当有32gCu2S消耗时,电子转移数目是         。

(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在50℃,加入H2O2,反应一段时间后,升温到60℃,再反应一段时间后可制得硫酸铜,温度控制在50℃-60℃的两个原因除了加快反应速率外,还有                   。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热,生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式                        

(3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时,发现铜片表面有黑色固体生成。

①甲同学猜想:黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO, 其猜想可用化学方程式表示为:

Cu +  H2SO4                                        

②乙同学认为:黑色固体除CuO外还可能含有Cu2S和CuS.其理由可能是    (填字母)

a  Cu2S和CuS都是黑色的

b  铜与浓硫酸在加热条件下反应,还可能放出O2

c  浓硫酸是氧化剂,铜是还原剂,Cu的化合价上升与S的化合价下降有多种可能

(4)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中,加入1 L 0.6 mol/L HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到2240 mL NO气体(标准状况)。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式                  。若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为     g。若混合物中含0.1 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,至少消耗H2SO4的物质的量为     

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